Analítica Quantitativa ExperimentalMÉTODOS DE MOHR E DE VOLHARD 1 1. INTRODUÇÃO Os métodos volumétricos que se baseiam na formação de um composto pouco solúvel são chamados de titulações de precipitação. Para que uma reação de precipitação possa ser usada, é preciso que ela ocorra em um tempo curto, que o composto formado seja insolúvel e que ofereça condições para uma boa visualização do ponto final. Infelizmente estas condições somente são alcançadas em poucas reações, devido a falta de um modo adequado de localizar o ponto de equivalência, por outro lado, em algumas reações este ponto pode ser identificado pela simples visualização do momento em que deixa de ocorrer a precipitação. Um obstáculo que surge ao efetuar uma volumetria de precipitação é que não há existência de indicadores gerais. Assim, nas volumetrias de precipitação, os indicadores utilizados são específicos de cada titulação, dependendo da reação química que lhes serve de base. Entre os métodos volumétricos de precipitação, os mais importantes são os que empregam solução padrão de nitrato de prata (AgNO3). São chamados de métodos argentimétricos e são usados na determinação de haletos e de alguns íons metálicos. Para a determinação do ponto final, podemos utilizar três métodos: Método de Mohr, Método de Volhard e Método de Fajans. O método de Mohr é um método com formação de um sólido colorido, e é aplicado à determinação de cloretos (Cl-) e brometos (Br-). A solução neutra é titulada com nitrato de prata (AgNO3) em presença de cromato de potássio (K2CrO4) que atua como indicador. O método de Mohr não pode ser usado na determinação de iodetos em virtude do iodeto de prata ser, também, corado. Na determinação de cloretos o ponto final é atingido quando os íons cromato combinam-se com os íons prata observando-se, então, a formação de um precipitado vermelho, pouco solúvel. Há fatores que devem ser considerados para que haja a aplicação desse método, tais como a concentração do indicador e o pH da solução. O pH deve ser entre 7,0 e 9,0 porque com pH menor que 7,0 há uma baixa na concentração dos íons e não há a formação do precipitado desejado (marrom avermelhado), e com pH maior que 9,0 a alta concentração dos íons gera a formação de hidróxido de prata. 2 2. OBJETIVOS • • Padronizar uma solução de AgNO3 pelo método de Mohr; Determinar a quantidade de íons Cl- em uma amostra, utilizando o método de Volhard. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Bureta de 50 mL; Suporte universal com garra; Erlenmeyer; Pipeta volumétrica de 25 mL; Pipetas de 1 mL e 5 mL; Pêra de borracha; Béqueres. Materiais 3.2. Nitrato de prata (AgNO3) Reagentes Cromato de potássio (K2CrO4) Cloreto de sódio (KCl) Tiocianato de potássio (KSCN) Ácido nítrico (HNO3) Nitrobenzeno Água destilada 3.3. Procedimento • Foram feitos os cálculos para a padronização do AgNO3 com cloreto de sódio; • A solução de NaCl foi titulada com o AgNO3 utilizando K2CrO4 como indicador; 3 • Para a determinação de Cl-, foi adicionado AgNO3 em excesso na amostra; • A amostra foi tratada com HNO3 e Nitrobenzeno; • A amostra tratada foi titulada com solução de KSCN tendo sulfato de ferro amoniacal como indicador; • Foram realizados os cálculos para encontrarmos o resultado. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES A padronização da solução de AgNO3 foi feita pelo método de Mohr, na qual a prata é precipitada na forma de cloreto de prata (AgCl): + adicionadas, assim temos a reação: + → ( ) ↔ ( ) + E o ponto de viragem se torna visível devido as 10 gotas de K2CrO4 que foram + Sabendo que a solução de AgNO3 já preparada possuía concentração de aproximadamente 0,01 mol/L, realizamos o calculo para o preparo da solução de NaCl para ser utilizada na titulação. Pela regra da volumetria temos que: = ∗ = = Como o NaCl utilizado era grau analítico e boa procedência, ele se comportará com um padrão primário, então pelas regra da volumetria devemos utilizar no mínimo 40 mL de titulante, então temos: 0,01 ∗ 40 ∗ 10 = 58,45 = 0,0234 Essa massa de NaCl de 0,0234 g é para um volume de 25 mL, então decidimos preparar 250 mL de solução, desta maneira pesamos 0,0234 g, segundo é recomendado pelas regras analítica. 4 Já com a solução preparadas realizamos a titulação em duplicata devido a quantidade de reagente disponível, mas o correto seria realizarmos em triplicata. Assim obtivemos para a titulação obtivemos os seguintes volumes gasto de AgNO3: = 31,59 ; 31,51 Então o volume médio gasto de AgNO3 para titulação é de 31,55 mL. Logo podemos calcular a concentração real da solução: ∗ 31,55 ∗ 10 = 0,0234 58,5 = 0,0127 Com a solução de AgNO3 padronizada, a utilizaremos para a realização do método de Volhard para a determinação da quantidade de cloreto numa amostra. No método de Volhard, 25 mL da amostra foi tratada com 48 mL da solução de AgNO3 já padronizada, para que ocorresse a precipitação de Cl- e ainda houve Ag+ em excesso na solução. Depois a amostra foi tratada com 1 mL de Nitrobenzeno para que uma camada da substancia envolvesse o precipitado, tornado-o assim ainda mais estável. Depois o meio foi acidificado com 5 mL de HNO3 e fora utilizadas 5 gotas de sulfato de ferro amoniacal como indicador. E para a titulação foi utilizada uma solução 0,0189 mol/L de KSCN que estava disponível já padronizada no laboratório. Assim temos a precipitação de Cl- com Ag+: + + SCN-, após ele ter reagido com todo o Ag+ + 6 = 11,83 → ( ) ↔ ↔ ( ) + E temos também a reação do titulante com o excesso de Ag+: E o indicador acaba reagindo para a mudança da coloração do titulado com o Para a titulação encontramos os seguintes volumes gasto de SCN-: ; 11,26 Nota-se que o os valores encontrados possuem uma diferença mais que 0,1; portanto é necessária outra titulação. Mas o valor médio gasto de SCN- deve se aproximar de 11,55 mL. Então podemos calcular a quantidade de Cl- presente na amostra. = Logo: + 5 = Então: = = ∗ + − = (0,0127 Então temos: ∗ 48. 10 ) − (0,0189 = 3,913. 10 − ∗ ∗ 11,55. 10 ) = 0,0139 1 → 35,5 → 3,913. 10 0,0139 → 25 → 100 = 0,0555 25 Então temos 5,55% de Cl- na amostra. Nota-se que o volume médio gasto de SCN- está fora dos limites da volumetria, o volume deveria ser no mínimo 3/5 do volume da bureta, ou seja, deveria ser maior que 30 mL. Já sabemos que o SCN- reage com o íon Ag+ adicionado em excesso na amostra, e depois de reagia com todo Ag+, o SCN- reage com o indicador (Fe3+): + 6 + → ↔ ( ) Então, o volume a ser gasto de SCN- depende diretamente da quantidade de nos Ag+ em excesso. Para que a pratica de obedeça as regras da volumetria, teríamos que ter um excesso de íons Ag+ maior que a quantidade de SCN- em 30 mL: ≥ 0,0189 Então = = + + ≥ ∗ 30. 10 ≥ 5,67. 10 Como já sabemos a quantidade de íons Cl- na amostra e a quantidade de Ag+ para reagir com o SCN-, podemos encontrar o volume mínimo de AgNO3 que seria 6 necessário adicionar na amostra para que a titulação permitisse encontrar o volume de titulante dentro das normas da volumetria. 0,0127 = 3,913. 10 ∗ = 3,913. 10 = 75,46 + 5,67. 10 + 5,67. 10 Portanto o volume mínimo de AgNO3 0,0127 mol/L que deveria ser adicionado na amostras é de 75,46 mL. Assim a titulação se adequaria as condições limites da volumetria. 5. CONCLUSÃO Com a realização do método de Mohr foi possível a padronização da solução de AgNO3 e utilizando o método de Volhard foi possível a determinação da quantidade de cloreto na amostra. Entretanto na determinação de cloreto os volumes encontrados estão fora da lei da volumetria que diz que para padronizações utilizando padrões secundários o volume mínimo gasto deve ser 3/5 do volume da bureta, isso ocorreu porque a adição de uma quantidade de AgNO3 adicionada no tratamento da amostra antes da titulação foi inferior ao mínimo necessário para que houvesse o excesso numa quantidade ideal de íons Ag+ para a reação com o titulante. 6. BIBLIOGRAFIA BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. de; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química Analítica Elementar. 3ª. Edição. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 2001. MENDHAM, J. ; DENNEY, R. C. ; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K. VOGEL. Análise Química Quantitativa. 6ª. Edição. Rio de Janeiro: LTC, 2002.