volumetria titulacao

A N L I S E V O L U M T R I C A

M T O D O S P O R T I T U L A O D E N E U T R A L I Z A O

M T O D O S P O R T I T U L A O D E C O M P L E X A O

M T O D O S P O R T I T U L A O D E X I D O -R E D U O

Mtodos analticos

Reaes de Neutralizao

Escreva as reaes balanceadas entre o cido e a base :

a) H2SO4 + NaOH

b) HCl + NaOH

c) HI + Ba(OH)2

d) H3PO4 + NaOH

e) H3PO4 + Sb(OH)5

f) H2SO4 + Fe(OH)3

g) C2O2H4 + NaOH

h) C2O2H4+ Ca(OH)2

i) H3PO4+ Al(OH)3

Volumetria de Neutralizao

Volumetria de neutralizao envolve a titulao de espcies qumicas cidas com uma soluo padro alcalina (ALCALIMETRIA) e titulao de espcies qumicas bsicas com uma soluo padro cidas

(ACIDIMETRIA).As solues padres devem ser padres primrios ou padronizadas no caso de padres secundrios.

O ponto de final determinado por um indicador qumico (INDICADOR CIDO - BASE) ou um mtodo instrumental.

Volumetria de Titulao

Na volumetria de neutralizao a concentrao crtica varivel no decorrer da titulao espcie H3O+

A curva de titulao representa a variao logartmica da concentrao de H3O+ em funo do volume da soluo padro adicionada.

pH X VOLUME DA SOLUO PADROPORQUE CONSTRUIR A CURVA DE TITULAO?

Verificar o comportamento do sistema e determinar a pH nas proximidades do ponto de equivalncia para escolher o indicador adequado.

Titulao de cido fraco com base forte

Na titulao de 100 mL de cido actico 0,1 M com NaOH 0,1M, consideramos:

Antes de iniciar a Reao: s temos a soluo de cido actico = HAc

HAc, Ka 1,75 x 10-5, da teoria de equilbrio:

1,32x10-3 mol.L-1

Ento:

pH = -log 1,32x10-3 =2,88


Com a adio de 10,0 mL de NaOH o valor do pH ser igual:

No incio da reao:HAc + NaOH NaAc + H2O, Ac +HOH Hac + OH-HAc +HOH H3O+ + Ac-

0,1x0,1 0,01x0,1

HAc + NaOH NaAc + H2O0,01 0,001 - -0,009 0 0,001

HAc = 0,009/0,11=0,082NaAC= 0,001/0,11=0,0091

Ka= (H3O+) x (Ac-)(HAc)

1,75X10-5 = (H3O+) x 0,00910,082

H3O+ =1,57x10-4

pH=3,80


No ponto de equivalncia: Quando uma quantidade de 100 mL de NaOH 0,1

M foi adicionado a 100 mL de cido actico 0,1M. Neste ponto todo cido reage com toda a base. Quantidade de base= 0,1x0,1= 0,01 HAc + NaOH NaAc + H2O 0,01 0,01 - - 0 0 0,01 Ac +HOH Hac + OH- Ac-= 0,01/0,2=0,05M

Titulao de cido fraco com base forte Ac-= Ac- - OH- = Ac-

Kb = (HAc) x (OH-) (Ac-)

Kb= 1x10-14/1,75x10-5 Kb=5,71 x 10-10

HAc=OH-

OH=5,34x10-6 mol/L

pOH= 5,27

pH= 14-5,27= 8,73

Aps o ponto de equivalncia: qual o pH com a adio de 110 mL de NaOH a 100 mL de cido actico 0,1 M.

HAc + NaOH NaAc + H2O 0,01 0,011 - - - 0,001 0,01 OH- = 0,001/0,21=0,005M, neste ponto apenas a

concentrao de excesso de base considerada. pOH= -log0,005= 2,30 pH= 14-2,30=11,69

Exerccios Volumetria de Neutralizao

1) Um tcnico de laboratrio esta padronizando uma soluo de H2SO4com uma soluo de base padronizada e com concentrao igual a0,12N, sabendo que o volume de base gasto para titular 10 mL de cidofoi igual a 5,5 mL qual ser a concentrao real da soluo de cidosulfrico.

2) O cido fosfrico utilizado como conservante em refrigerantes a basede cola. Uma soluo de concentrao duvidosa foi comprada parautilizao como parte do xarope. Ento 15 mL desta soluo foramadicionados em balo de 500 mL e o volume foi completado com guadestilada. Uma alquota de 25 mL foi titulada com NaOH C=0,5M, fc=0,9804 e gastou-se um volume de 65,8 mL. Qual a concentrao emmol/L da soluo desconhecida?

H3PO4 + 3 NaOH Na3PO4 + 3H2O

3) Um aluno deseja avaliar o PN (poder de neutralizao) de uma fonte de calcrio. Para realizar a anlise o aluno pesa 1,04 g de calcrio e dilui para 250 mL em balo volumtrico, usando uma soluo de HCl 0,5 M. Uma alquota de 50 mL desta soluo foi transferida para um erlenmeyer e cerca de 50 mL de gua e 3 gotas de fenolftalena a 0,5% foi acrescentada. O aluno titulou esta alquota com uma soluo de NaOH 0,1M e o volume gasto no ponto de equivalncia foi de 9,8 mL. Com base neste resultado e nas equaes abaixo calcule o valor de PN para o calcrio analisado.

CaCO3 + 2 HCL H2CO3 + CaCl2H2CO3 H2O + CO2

CaCO3 + 2HCl H2O + CO2 + CaCL2

HCl + NaOH NaCl + H2O4) A cafena pode ser dosada em meio no aquoso com cido perclrico. Uma amostra de

ch pesando 14,5235g foi colocada em um bquer e acrescentaram-se 12,5 mL de anidrido actico em aquecimento e sob contante agitao. Aps 30 minutos a soluo foi transferida para um balo de 100 mL e completada com anidrido actico. Ento uma alquota de 50 mL foi titulada com cido perclrico de concentrao 0,0051 M e fc= 0,901, gastando 5,3 mL. Encontre a quantidade de cafena no ch em mg/Kg (ppm).HClO4 + C8H10N4O2 Produtos , 1 mol HClO4 para 1 mol de cafeina, Cfc.V(L)=m(g)/Massa Molar

Exerccios Volumetria de Neutralizao

PROF. RENATA P. H. BRANDELER O

Formao de complexos Titulao Complexomtrica

Complexos

Os mtodos titulomtricos baseados na formao de complexos, algumas vezes denominados mtodos complexomtricos, tm sido utilizados h mais de um sculo. O crescimento verdadeiramente notvel na sua aplicao analtica, baseado em uma classe particular de compostos de coordenao chamados quelatos ou complexos, iniciou-se nos anos 1940.

Um quelato produzido quando um on metlico coordena-se com dois ou mais grupos doadores de um nico ligante para formar um anel heterocclico de cinco ou seis membros de um composto orgnico.

Formao de complexos

Quelato um composto qumico formado por um on metlico ligado por vrias ligaes covalentes a uma estrutura heterocclica de compostos orgnicos como aminocidos, peptdeos ou polissacardeos.

O nome quelato provm da palavra grega chele, que significa garra ou pina, referindo-se forma pela qual os ons metlicos so aprisionados no composto

As reaes de complexao envolvem a ligao entre on metlico (M) com um quelato chamado de ligante (L)

M(H2O) + L M(H2O)(n-1)L + H2O

n o nmero de coordenao do on metlico e corresponde ao mximo de ligante monodentados que pode se ligar a ele.

Monodentado possui um par de eltrons para ligao com o on.Ex. H2O ou NH3

Polidentado - contem mais de um tomo doador . Bidentado, (2 tomos doador ) tridentado (3 tomos doador), tetradentado (4 tomos doador), pentadentado (5 tomos doador), hexadentado (6 tomos doador).

Ligao coordenada

Ligaes de coordenao foram estabelecidas pelaTEORIA DE ALFRED WERNER (1893 Universidade de Zurique). Nesta teoria considera-se a valncia primria e a valncia secundrias.

A maior parte dos elementos possuem dois tipos de valncia:

a) Valncia primria (nmero de oxidao); b) Valncia secundria (nmero de coordenao); 1) Todo elemento tende a satisfazer tanto suas valncias

primrias quanto as valncias secundrias; 2) A valncia secundria apresenta direes fixas no

espao.

Werner deduziu que no CoCl3.6NH3 os trs cloros atuamcomo tendo valncias primrias e as seis molculas deamnia com valncia secundria. Em termos atuais, ostrs cloros so inicos, ou seja, ons cloretos, por issoprecipitam como AgCl; os seis ligantes NH3 formamligaes coordenadas com o on Co3+, originando o oncomplexo [Co(NH3)6]3+:

Ligao coordenada

A teoria de Werner diz que as ligaes coordenadas so formadas entre os

ligantes e o on metlico central do complexo, isto , o ligante doa um par de

eltrons ao on metlico.

Compostos de coordenao podem ser formados facilmente com os metais

de transio, pois estes possuem orbitais d disponveis que podem

acomodar os pares de eltrons doados pelos ligantes.

O nmero de ligaes coordenadas formadas depende, sobretudo, do

nmero de orbitais vazios de energia adequada. A regra do nmero

atmico efetivo (NAE) diz que quando se forma um complexo, h

adio de ligantes at que o nmero de eltrons do tomo metlico central

mais o nmero de eltrons cedidos pelos ligantes seja igual ao nmero de

eltrons do gs nobre seguinte.

Exemplo: K4[Fe(CN)6], hexacianoferrato(II) de potssio: Um tomo de ferro possui 26 eltrons, de modo que o ons central Fe2+ possui 24 eltrons, o gs nobre seguinte, ao ferro, o criptnio, com 36 eltrons; a adio de seis pares de eltrons dos seis ligantes CN-eleva o nmero atmico efetivo do Fe2+, no complexo [Fe(CN)6]4-, temos 24 + (6 x 2) = 36.

Compostos de Coordenao ou Complexos

Metlicos so compostos formados atravs de

interaes cido base de Lewis.

Os ons Metlicos so cidos de Lewis (espcies

receptoras de pares eltrons).

Os Ligantes so bases de Lewis (espcies

doadoras de pares de eltrons).

Nmero de coordenao (NC): o nmero de

ligantes ligados ao metal.

EDTA (cido etilenodiaminotetractico)

cido etilenodiaminotetractico (EDTA)

O EDTA (HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2-CO2-H)2 um poderoso agentes complexante e facilmente obtido comercialmente. A estrutura espacial do nion com 6 tomo doadores de eltrons, permite satisfazer o nmero de coordenao de seis, freqentemente, encontrado nos ons metlicos e formar na quelaoanis de 5 tomos que so mais estveis e apresentam pouco tenso.

A complexometria de EDTA geralmente faz uso de uma soluo de dihidrogenoetilenodiaminotetractico (H2Y2-) di sdico

Complexometria com EDTA

As reaes entre H2Y-2 e os ons metlicos sempre reagem na proporo de (1:1) independente da carga do ction. Em qualquer dos casos, 1 mol H2Y-2 reage com um on-grama de Mn+ formando uma molcula grama de MY (4-n)- e dois ons-gramas de H+:

M+2 + H2Y-2 MY-2 + 2H+ M+3 + H2Y-2 MY- + 2H+ M+4 + H2Y-2 MY + 2H+ Ou seja, a expresso geral pode ser escrita como: Mn+ + H2Y-2 MY(4-n)- + 2H+

Constante de formao do complexo EDTA

Considerando a reao global de formao de complexos :

Mn+ + H2Y-2 MY(4-n)- + 2H+, podemos escrever a expresso da constante de formao como:

Constante de formao de complexo EDTA em funo do ction

Estrutura de um complexo metal/EDTA. Note que o EDTA se comporta como um ligante hexadentadoem que seis tomos doadores esto envolvidos nas ligaes com o ction metlico bivalentes

Reaes de EDTA

Efeito do pH : para evitar a competio entre o on hidrogeninico e os ctions, as titulaes com EDTA so geralmente realizadas em condies alcalinas, principalmente quando o complexo ction e EDTA no muito estvel.

Podemos considerar o seguinte equilbrio:

oA dissociao do complexo controlada pelo pH da soluo. Quanto mais estvel for o complexo, menor o pH no qual a titulao de on metlico pode ser feita. Em geral estes so estveis em meio alcalino ou fracamente cido.

oComplexos de EDTA com Ca+2 e Mg+2 so estveis em pH 8-10. Complexos de EDTA com Fe+2 e Al+3so estveis a pH 4 -6.

Reaes de EDTA

Constante de Formao Efetiva

Equilbrios de formao Equilbrios de formao Isolando as concentraes:Isolando as concentraes:


Cr concentrao no complexada

Efetivamente a parte de EDTA no complexada com o metal existe sob as vrias formas. A concentrao total do EDTA livre pode ser definida como:


A constante de formao efetiva (kMY) pode ser e escrita da seguinte forma:

Com a expresso da constante efetiva de formao possvel calcular a quantidade de metal que ser complexada por EDTA em uma titulao em um determinado pH. Observe que 1/ a frao de EDTA no complexada que corresponde a Y-4, assim em pH 12 este valor aproxima-se de 1 e nestas condies K`MY=KMY. Em valores de pH mais cidos torna-se maior e o valor de K`MYdiminui.

pH e formao de complexos estveis de EDTA

Titulaes Complexomtricas A titulao complexomtricas so utilizadas em uma gama de

aplicaes com a funo de permitir quantificar o teor de onsmetlicos em soluo.

A titulao com EDTA a aplicao mais importante paraquantificar ons metlicos em gua ou em solos.

Na titulao com EDTA este o titulante e o titulado a soluode on metlico. O indicador utilizado um indicador metlico(metalocrmicos), e detecta a mudana da concentrao doon metlico.

O indicador reage com o ction e forma quelatos coloridos comcor diferente da cor do indicador, no ponto de equivalncia a cormuda bruscamente uma vez que todo metal foi complexado noEDTA, aparecendo a cor do indicador. Na titulao de clcio emagnsio usa-se como o indicador o negro de eriocromo (pH 10)que passa de rosa para azul.

Indicadores

Os indicadores so seletivos para alguns ction, ou seja devem reagir com o indicador formando complexos estveis e coloridos, porm menos estvel que quando o ction reage com o EDTA.

No ponto de equivalncia todo metal antes complexado pelo indicador complexado pelo EDTA, ocorrendo um alterao da cor que corresponde cor do indicador livre, ou seja, sem metal quelados.

Nas titulaes Ca+2, usa-se o calcon e nas Ca+2 e Mg+2usa-se o negro de eriocromo, o calcon seletivo ao clcio, enquanto o negro de eriocromo pode complexar clcio e magnsio. A cor da soluo de indicador depende: da sua concentrao, da concentrao do metal e do pH.

Efeito do pH e do pM sobre a cor do indicador

Titulaes com EDTA

As titulaes com EDTA no so seletivas, assim as condies utilizadas na titulao o que torna a metodologia seletiva, a escolha do indicador e do pH torna a ligao entre o EDTA e o on metlica mais seletiva, a titulao do EDTA com soluo de concentrao conhecida do on metlico utilizada para determinar o teor do ons de interesse.

Indicadores para titulaes com EDTA

Os indicadores so compostos orgnicos que formam quelatos com ons metlicos em um faixa de pMcaracterstico de um ction em particular e do corante.

Indicadores metalocrmicos so compostos cuja cor muda quando eles se ligam a um on metlico.

Para um indicador ser utilizvel, necessrio que a estabilidade do complexo metal-indicador seja menor que a estabilidade do complexo metal-EDTA. Caso isso no ocorra, o EDTA no conseguir deslocar o metal do complexo com o indicador.

Se um metal no se dissocia livremente de um indicador diz-se que o metal bloqueou o indicador. O negro de eriocromo T bloqueado pelo Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe3+ e Al3+.

A curva de titulao um grfico de pM versus o volume de EDTA adicionado, e o clculo divide-se em quatro etapas distintas. 1 Etapa: Antes do incio da titulao: O pM dado pela concentrao inicial do metal livre. 2 Etapa: Antes de atingir o ponto de equivalncia: Nesta regio h um excesso de Mn+ em soluo aps o EDTA ter sido consumido. A concentrao do on metlico livre igual concentrao do excesso de metal que no reagiu. O metal provindo da dissociao do complexo desprezvel. 3 Etapa: No ponto de equivalncia: H exatamente a mesma quantidade de EDTA e de metal em soluo. Pode-se tratar a soluo como se tivesse sido preparada pela dissociao do complexo puro. 4 Etapa: Aps o ponto de equivalncia: Nesta etapa h um excesso de EDTA e praticamente todo o on metlico est na forma complexada. A concentrao do on metlico livre se d pelo deslocamento do equilbrio.

Curvas de Titulao de Complexao

Aplicaes da Titulao de Complexao

Quinhentos miligramas de uma rocha carbonatada foram tratados emHCl quente, e aps a solubilizao dos constituintes o material foifiltrado, recebido em balo volumtrico de 500 ml e o volume completadocom gua destilada. Dez mililitros dessa soluo foram titulados comsoluo de EDTA 0,01 M em presena de soluo tampo pH 10,0, KCNe trietanolamina e consumiram 10,0 mililitros da citada soluo quelante.Outros 10,0 mililitros da citada soluo foram titulados a pH 12,5, empresena de KCN e trietanolamina e consumiu 5,0 ml da soluo deEDTA 0,01 M. Qual a porcentagem de CaO e MgO da rochacarbonatada?

Dados: Ca = 40; Mg = 24; O = 16.

Titulaes de xido-Reduo

Permangonometria, Dicromatometria, Iodometria

Reaes de xido-reduo

As reaes de oxido-reduo so aquelas que se processam quando ocorre transferncia de eltrons de um reagente para o outro. A reduo ocorre quando um reagente ganha eltrons e vai para um estado de oxidao mais negativo. E a oxidao ocorre quando um reagente perde eltrons elevando sua oxidao para um estado mais positivo. A reao de oxido-reduo obtida pela soma das meia reao de reduo e da meia reao de oxidao. O reagente que perde eltrons chamado de agente redutor e o reagente que ganha eltrons chamado de agente oxidante.

No exemplo abaixo esto expressas as duas meias reaes envolvidas no processo de uma reao de oxido reduo.

Cuo Cu2+ + 2 e- (oxidao)2 Ag+ + 2 e- 2 Ag0 (reduo)

Cu0 + 2 Ag+ Cu2+ + 2 Ag0 (reao de oxido-reduo)

Oxidao Na+ Na+ + e-

2 Cl- Cl2 + 2e-

2OH + Cl ClO + OH- +2e

Reduo Ca2+ +2e Ca H 2O2 + 2e 2 (OH-) 3 H2O + SO3-2 + 6e- S-2 + 6 OH-

Reaes de Oxido-reduo

Ex. 1

Ex. 2

Agente de reduo/oxidao

Agente redutor o elemento que sofre a oxidao (perde eltrons), o seu nmero de nox aumenta, pois oxidado.

Agente oxidante o elemento que sofre a reduo o seu nmero de nox diminui (ganha eltrons), o agente redutor.

Balanceamento de reaes redox

ATRIBUA NOX A TODOS OS TOMOS VERIFIQUE QUAL GANHA E QUAL PERDE ELTRONS IQUALE OS ELTRONS DO REDUTOR E DO OXIDANTE ADICIONE COEFICIENTE ESTEQUIOMTRICOS NOS

TOMOS QUE PERDERAM E GANHARAM ELTRONS. BALANCEI TODOS OS OUTRO, DEIXE O E H PARA O

FINAL BALANCEI A CARGA PARA FICAR A MESMA DE AMBOS

OS LADOS DA EQUAO ADICIONANDO H+(MEIO CIDO) OU OH- (MEIO ALCALINO)

BALANCEIO O ON O ADICIONANDO GUA, VEJA SE OS TOMOS DE H ESTO BALANCEADOS.

Balanceamento de reaes redox

MnO2 + KClO3 + KOH K2MnO4 + KCl +H2O Comece atribuindo o nmero de nox de cada elemento (alguns elementos tem nox

fixo assim oxignio (-2), hidrognio (+1), metais alcalinos (+1), metais alcalinos terrosos (+2), elementos simples tem carga igual a zero, .a soma dos nox de todos os elementos que compes a molcula igual a carga do composto, se o composto neutro ento a soma deve ser igual a zero.

MnO2 Mn ser +4 KClO3 Cl ser +5 K2MnO4 Mn ser +6 KCl Cl ser -1 Assim observe o Mn oxida e o Cl reduz, ou seja cada tomo de Cl ganhou 6e- , sendo

que cada tomo de Mn deve perder 2e-, assim se multiplicarmos o Mn por 3 teremos 3 tomos e 3x2e-= 6e- que o Mn ir fornecer para a reduo do Cl. Ou seja a estequiometria da reao de 3MnO2: 1KClO3, est estequiometria da reao no deve ser mudada.

Agora deve-se prosseguir o balanceamento para que o nmero de tomos seja igual de ambos os lados da equao, desta forma o balanceamento da equao fica:

3 MnO2 + KClO3 + 6KOH 3 K2MnO4 + KCl + 3 H2O

Potencial de eletrodo

As reaes de oxido-reduo podem ser expressas em relao ao seu potencial, ou seja, conforme a capacidade do reagente (no estado slido ou lquido) sofrer uma oxidao ou uma reduo. O potencial de uma meia reao no pode ser medido isoladamente, mas pode ser determinado em relao a um potencial eletrodo padro de hidrognio, outros eletrodos como os de prata-cloreto ou eletrodo de calomelano podem ser utilizados quando o potencial de eletrodo de hidrognio no pode ser utilizado.

Potencial de eletrodo padro

Cr2O7 + 14H++6e 2Cr+3 + 7 H2O Eo= 1,33VMnO4-+8H+ + 5e Mn+2 + 4 H2O Eo= 1,51 V

Potencial das reaes

O potencial de uma reao de oxido reduo pode ser obtido somando os potenciais das semi-reaes envolvidas, no sistema.

O2/Fe+2 as meias reaes de reduo envolvidas so:O2(g) + 4H+ + 4e- 2H2O (l) Eo= 1,230 VFe+2 + 2e- Fe(s) Eo = -0,440 V

Como o oxignio o melhor oxidante o ferro deve ser oxidado pelo oxignio e o valor do Eo deve inverter o sinal.Fe0 (s) Fe+2 + 2e- E0= 0,440 V

Somando as duas semi-reaes temos a reao global da oxido-reduo. No se deve esquecer que as reaes de oxido-reduo devem ser balanceadas e que o ndice estequiomtrico no altera o valor do potencial. Desta forma temos:O2(g) + 4H+ + 4e- 2H2O (l) Eo= 1,230 V2 Fe0 2 Fe+2 + 4e- E0= 0,440 V

(observe que as reaes foram balanceadas pois o nmero de eltrons doados pelo oxidante deve ser o mesmo nmero de eltrons que o redutor recebe).

Somando as duas semi-reaes temos:O2 + 4H+ + 2 Fe0 2 H20 + 2Fe2+ E0 = 1,670 V

Volumetria de xido-reduo

Volumetria de oxido-reduo ou titulao de xido-reduo so mtodos analticos cujo princpio da metodologia est ligado deteco do ponto de equivalncia no momento da reao no qual todos os eltrons foram transferidas entre o redutor e o oxidante. Este momento da reao pode ser medido tanto pelo potencial da reao ou por uma alterao de cor do indicador da reao de xido-reduo, determinando o ponto de equivalncia possvel utilizar o clculo volumtrico para determinar a quantidade de um analito de interesse que participa das reaes de oxido-reduo.

Aplicaes

Alguns mtodos como o que estima a DQO (demanda qumica de oxignio) de gua, o que determina o teor de carbono orgnico nos solos, os que determinam o teor de hipoclorito em detergentes clorados, teor de Fe2+ em medicamento e alimentos, o teor de vitamina C so exemplos de aplicaes da titulometria de xido-reduo. Podemos resumir os mtodos de titulometria redox conforme o titulante utilizado, assim denomina-se de permangonometria os mtodos que utilizam o permanganato (KMnO4) como titulante, em dicromatometria quanto usa-se o dicromato (K2Cr2O7) e em iodometria quando usa-se o iodo (I2) como titulante.

Equao de Nerst

A concentrao dos reagentes oxidados e reduzidos pode ser relacionada com o potencial de uma meia-clula atravs da Equao de Nerst dada abaixo:

Curva de titulao

Considere que uma reao de oxido reduo ocorre entre ferro e o csio e que o processo realizado atravs de adio de uma volume de Ce+4 0,1 M em 100 mL de Fe+2 0,1 M por um processo de titulomtrico, calcule o potencial no ponto de equivalncia e a concentrao de Fe+2 e Ce +4 neste ponto.

Dados : Fe3+ + e- Fe2+ E= 0,700 V ; Ce4+ + e- Ce3+ E= 1,46 V

A reao ocorre entre Ce+4 e Fe+2, ou seja, ambos so reagentes na reao global.

Fe+2 Fe3+ + e- Eo= -,0,7Ce4+ + e- Ce3+ E= 1,46 V

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+ E= (-0,7) + (1,46) = 0,76

Ponto de Equilbrio

No ponto de equilbrio o nmero de mol do Fe2+ = nmero de mol Ce4+

Molaridade Ce4+. Vg Ce4+ = Molaridade Fe2+ . V titulado Fe2+

Molaridade Fe2+= 0,1 mol.L-1

V titulado Fe2+ = 0,1 L

0,1 . Vg Ce4+= 0,1x 0,1 Vg Ce4+= 0,1 L ou 100 mL , ou seja quando adicionar 100

mL de Ce+4 nos 100 mL de Fe+2 0,1 mol.L-1 a reao est no ponto de equivalncia. Desta forma a concentrao de Ce4+ =0,1 mol.L-1 e de Fe2+ = 0,1 mol.L-1.

Para calcular o valor de E da reao de xido-reduo deve-se utilizar a equao de Nerst.

E ctodo= E0 Ce4+ - 0,0592 log( (Ce 3+)/(Ce 2+)) ... 1,46 -0,0592 log( (Ce 3+)/(Ce 4+))

E nodo= E0 Fe2+ - 0,0592 log ( Fe 2+)/(Fe 3+)) .... 0,7 -0,0592 log ( Fe 2+)/(Fe 3+))

Somando tudo:2E = 1,46 +0,7 -0,0592 log ((Fe2+) (Ce3+)) / ((Fe3+) (Ce4+))

Como no ponto de equivalncia as concentraes so igual log 1=0 o valor de E fica igual a:

2E= 0,70 + 1,46 onde E= 1,08V.

Curva Titulomtrica

No grfico abaixo est representada a curva de titulao obtida titulando 100 mL de Fe 2+ 0,1 mol.L-1com Ce4+.

Ponto de Equivalncia

Indicadores de reaes de xido-reduo

Como verificamos o valor de E= 1,08V no ponto de equivalncia e conhecendo estes valores podemos escolher o melhor indicador para utilizar na titulao.

Os indicadores de xido-reduo marcam a mudana brusca de potencial de oxidao na vizinhana do ponto de equivalncia em uma titulao de xido-reduo. Um indicador ideal deve variar sua cor nitidamente na regio de potencial determinada no ponto de equivalncia da titulao.

Os indicadores de xido reduo so substncias que realizam reaes de xido-reduo reversveis e seu potencial no deve mudar com a concentrao das formas reduzidas e oxidadas.

Indicadores

Um dos melhores indicadores de reaes de xido-reduo o complexo 1-10 fenantrolina-ferro (II), estes indicador quando combinado com o ferro (II) est no estado reduzido e apresenta cor vermelha intensa, porm em presena de oxidantes fortes o on ferro oxidado para Fe (III) e nestas condies a cor do composto azul plida. O potencial redox padro de 1,14V e em condies cidas de 1,06V. Na Tabela 2, esto indicadores algumas sustncias que atuam como indicadores a mudana da cor e o potencial formal em meio cido.

Fonte: Vogel, 2002.

Permangonometria

Baseada no uso do permanganato de potssio como titulante, devido ao seu alto poder de oxidao. As solues aquosas de KMnO4 no so completamente estveis,porque o on MnO4- tende a oxidar a gua.

MnO4- + 4H+ + 3 e- MnO2 + 2 H2O E = 1,70 VO2 + 4 H+ + 4 e- 2 H2O E = 1,23 V Reao favorecida: 4MnO4- +2H2O 4MnO2 + 4H+ + 3O2 (reao lenta) Devido a estas caractersticas necessrio ter alguns cuidados com

as solues aquosas de KMnO4:a) Preparo especialb) Filtrao para remoo do dixido de mangans em cadinho de

vidro sinterizadoc) Estocagem em frasco escurod) Repradronizao peridica.

Permangonometria

2KMnO4(aq) + 8H2SO4(aq) + 5Na2C2O4(aq) 5Na2SO4(aq) + K2SO4(aq) + 2MnSO4(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l)

2 MnO4-(aq) + 3 Mn+2(aq) + 2 H2O(l) 5 MnO2(aq) + 2H+(aq)

O H2SO4 o reagente apropriado para acidificar a soluo porque o on sulfato no sofre a ao de permanganato.

Permangonometria

Permangonometria: clculos volumtricosUm tcnico preparou uma soluo de KMnO4 e a padronizou com 0,1550 g de Na2C2O4 (MM = 134 g/mol). Na padronizao foram gastos 26,5 mL do titulante. Em seguida, o tcnico dissolveu 0,179 g de um medicamente para anemia, contendo Fe(II) e o titulou com uma soluo padronizada, gastando 17,82 mL. Calcule a % de Fe (MM = 56 g/mol) no medicamento. DADOS: 2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ 2 Mn2+ + 10 CO2+ 8 H2O 1 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2OR= 48,82% (anote a resoluo)

Iodometria

I2 + 2e 2I- E= 0,52

Direto : a soluo de iodo oxidante. Indireto: utiliza-se o iodeto de potssio como redutor, aps a tiulao direta

realizada entre o iodo liberado e o tiossulfato. Indicador utilizado o amido.

Exemplo:Um estudante dissolveu 0,092 g de KIO3 (MM = 214 g/mol) diretamente em um erlenmeyer com 50 mL de gua. Em seguida, o estudante adicionou 1,0 g de KI e 10 mL de H2SO4 1:8 e titulou a soluo com Na2S2O3 recm preparada, utilizando suspenso de amido como indicador. Sabendo que foram gastos 25,5 mL de titulante para obter a viragem, qual foi a concentrao molar de tiossulfato encontrado pelo estudante?

DADOS: IO3 + 5 I + 6 H+ 3 I2 + 3 H2O ; DADOS: I2 + 2 (S2O3)-2 2 I- + (S4O6)-2 ;

Curva de Titulao

O processo de titulao ocorre com alterao no valor o potencial da reao de oxidao medida que o titulante adicionado na amostra, assim antes do ponto de equivalncia tem-se um potencial que aumenta lentamente at que a reao alcance o ponto de equivalncia e sobe bruscamente aps este momento da reao. Como observamos possvel determinar o valor do potencial da reao no ponto de equivalncia, bem como antes e aps este momento. Estes clculos permitem determinar as curvas de titulao que so grficos onde o valor do potencial da reao relacionado com o volume adicionado do titulante.

volumetria titulacao

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