AULA 3 PRECIPITAÇÃO- QUÍMICA ANALÍTICA II PROFESSOR HÉLCIO Precipitação: Método Mohr e Fajans O método mais importante de titrimetria que se basea na formação de um composto pouco solúvel é a modelo ARGENTIMÉTRICO. Nesse experimento foram utilizados dois métodos de titulação, que são: MOHR Formação de um sólido colorido. Padrão utilizado = AgNO 3 0.05 eq/l; Indicador = K 2 CrO 4 10% m/m; Utilizado para dosagem de haletos, cianetos, sulfocianeto, outros. PH do meio reacional tem que estar entre 6,5 e 10,5. É necessário obedecer a essa faixa, pois se o meio estiver acido, haverá a formação de HCrO 4 - o qual impedirá a precipitação do AgCrO 4 (vermelho) e, se o meio estiver alcalino, haverá a formação do Ag 2 O. CrO 4 2- + H + HCrO 4 - ou 2Ag + + 2OH - 2 AgOH Ag 2 O + H 2 O Observações relevantes sobre o ajuste do PH. Não é permitido qualquer composto para regular o PH de uma solução. No caso de manter o PH maior que 7, isto é, o meio básico, usa-se uma base fraca, como: NH4OH. No caso de manter o meio ácido, usa-se um acido que contenha o anion do meio reacional (íon comum) o qual favorece a cinética da reação sem alterar o PH drasticamente. No caso desse experimento, usa-se o HNO 3, pois contem o anion NO 3 -, e não H 2 SO 4, HCl e H 3 PO 3. Outra Observação: Ao iniciar a titulação, AgNO 3 cai na solução do erlenmeyer e acontece uma hidrolise ácida alterando o PH o que resultará num extrapolação da faixa de PH. Esse evento é controlado pela adição de CaCO 3 que é pouco solúvel. Se solubilizar, implica que o PH da mistura variou drasticamente e o CaCO 3 regulou tal interferência. O método se basea no fundamento que quando a precipitação do cloreto (amostra) for completa, o primeiro excesso de íon prata reagirá com o indicador, ocasionando a precipitação do ion cromato de prata (vermelho). No ponto de viragem, a precipitação do cromato vermelho ocorre no meio de um montante de precipitado branco de AgCl. Isso causa uma mudança sensível do precipitado branco para creme, alem da turvação da solução amarela. Mecanismo Reacional (levemente amarelo) 1
Para esse método de volumetria por precipitação é muito importante conhecer a concentração dos indicadores, pois eles trabalham com diferentes valores de produto de solubilidade. FAJANS Mudança de cor associada com adsorção de um indicador sobre a superfície de um sólido. Padrão utilizado: AgNO3 0,05 eq/l Indicador: Fluoresceína Sódica Utilizado para a dosagem de haletos. O PH da mistura deve ser neutro e obedecer todas as condições exposta no método MOHR. Essas exigência com PH ainda são mais importantes nesse método uma vez que se alterar PH significa não ocorrer o processo de adsorção. O fundamento que esse método se basea está atrelado à adsorção do Cl- pelo precipitado formado (AgCl:Cl-). Essas partículas carregadas negativamente atraem cátions do sistema formando uma nova camada de íons sobre o precipitado (AgCl:Cl-:Na+). A primeira gota em excesso de Ag+ (mais eletronegativo) se adsorverá sobre o precipitado, formando AgCl:Ag +. Neste ponto, anion do indicador será atraído e adsorvido, AgCl:Ag + :In -, o qual deixa todo o precipitado vermelho, uma vez que essa adsorção acontece em toda a superfície do precipitado branco de AgCl. Mecanismo Reacional: (amarelo) 2
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Preparação de uma Solução de NaCl 0.05eq/L. Supondo que serão usadas 10 alíquotas de 20,0ml, temos. M = N.V.Eq = 0.05*0.02*58,5 = 0,0585g. 10 alíquotas = 0.585g de NaCl Massa pesada = 0,5920g Tal massa foi dissolvida num béquer de 50ml e depois transferida, quantitativamente, para um balão de 250,0ml. Obs: foi cometido um erro nesta preparação: Como foi usado um balão de 250,0ml com 10 aliquotas de amostra, o volume de cada alíquota deveria ser 25,0ml e não, 20,0ml. Nos experimentos, nos adicionamos 25,0ml da amostra preparada que não esta com uma concentração de aproximadamente 0,05eq/L. A concentração aparente do NaCl preparado foi: Nap = m/(eq.v) = 0,5920g/(58,5*0,25) = 0,04048eq/L Dosagem da Solução de NaCl com AgNO3 0.05eq/L Método MOHR Em um erlenmeyer de 250,0ml adicionou-se, com auxílio de uma pipeta volumétrica, 25,0ml da solução de NaCl 0.05eq/L e 20,00ml de água destilada. Efetuou-se a verificação do PH mergulhando um bastão de vidro na solução e gotejando na fita indicadora. Se ele estiver dentro da faixa, continuar os procedimentos titulométricos. Caso contrário, se estiver muito ácido ajustar com HNO 3 1:1 v/v e se estiver muito alcalino, ajustar com NH 4 OH 0.1 eq/l. Assim, com o PH devidamente ajustado, adicionou-se 2ml (PG) de KCrO4 5% m/v E MEIA ESPÁTULA DE CaCO3. Aferiu-se a bureta com solução de AgNO3 0.05eq/L e iniciou-se a titulação até que a coloração do precipitado branco formado durante a titulação passasse a ser creme (ou pardo). V1 = 19,10 ml D1 = V1 Vm = 0,03 V2 = 19,15 ml Vm = 19,13 ml D2 = V2 Vm = 0,02 Dm = 0,02 V3 = 19,15 ml D3 = V3 Vm = 0,02 Precisão: (%p) = 0,10455% Cálculo da Normalidade: (ne)agno3 = (ne)nacl (N.V) = (N.V.f) 0.05*19,13 = 0.04048*25,00*f f = 0,94516 3 Nreal = 0,03826 eq/l
Calculo da pureza do NaCl Calculo da Constante Analítica Г Calculo da Porcentagem de Na + e Cl - na amostra: Dosagem da Solução de NaCl com AgNO3 0.05eq/L Método FAJANS Em um erlenmeyer de 250,0ml adicionou-se, com auxílio de uma pipeta volumétrica, 25,0ml da solução de NaCl 0.05eq/L e 20,00ml de água destilada. Efetuou-se a verificação do PH mergulhando um bastão de vidro na solução e gotejando na fita indicadora. Se ele estiver dentro da faixa, continuar os procedimentos titulométricos. Caso contrário, se estiver muito ácido ajustar com HNO 3 1:1 v/v e se estiver muito alcalino, ajustar com NH 4 OH 0.1 eq/l. Assim, com o PH devidamente ajustado, adicionou-se 5 gotas Fluoresceína Sódica E MEIA ESPÁTULA DE CaCO 3. Aferiu-se a bureta com solução de AgNO3 0.05eq/L e iniciou-se a titulação até que a coloração do precipitado branco formado durante a titulação passasse a ser creme (ou pardo). V1 = 18,65 ml D1 = V1 Vm = 0,02 V2 = 18,60 ml Vm =18,63 ml D2 = V2 Vm = 0,03 Dm = 0,02 V3 = 18,63 ml D3 = V3 Vm = 0,00 Precisão: (%p) = 0,1074% Cálculo da Normalidade: (ne)agno3 = (ne)nacl (N.V) = (N.V.f) 0.05*18,63 = 0.04048*25,00*f f = 0,92045 Nreal = 0,03726 eq/l Calculo da pureza do NaCl 4
Calculo da Constante Analítica Г Calculo da Porcentagem de Na + e Cl - na amostra: Dosagem da solução de KBr com AgNO3 0,05eq/L. Método MORH. Não se sabe qual é a concentração da solução de KBr e, conseqüentemente, não sabe-se qual o volume que deve-se pegar dessa solução para titular pois se caso a concentração estiver alta, gastara um volume muito grande na bureta e se baixa, muito pequeno. Para ter uma aproximação grosseira da concentração da solução, faz-se uma titulação grosseira. Na titulação grosseira, foram adicionados em um erlenmeyer 1ml KBr e 20ml de H2O, verificou-se se o PH estava na faixa desejada, adicionou CaCO3 e 4 gotas de K2CrO4 e, então, titulou-se com AgNO3 0,05eq/L. O volume obtido foi de 4,90ml. (ne)agno3 = (ne)kbr 0,05*4,9*1 = N*1 N = 0,245eq/L Supondo que gastará 20,00ml de AgNO3 na bureta, (Nap.V.f) AgNO3 = (N. V.f) KBr (0.05*20*1) = 0,245*V V = 4,08ml Como não existe pipeta volumétrica de 4,08ml, adicionou-se 5,0ml de solução de KBr junto com 20,00 ml de água e 2,00ml de K2CrO4. Conferiu-se o PH. A titulação foi realizada até que o precipitado branco formado durante o processo se tornasse creme. V1 =20,65 ml D1 = V1 Vm = 0,02 V2 = 20,67 ml Vm =20,67 ml D2 = V2 Vm = 0,00 Dm = 0,02 V3 = 20,70 ml D3 = V3 Vm = 0,03 Precisão: (%p) = 0,09676% Portanto, a concentração normal da solução de KBr será igual a: (Nap.V.f) AgNO3 = (N. V.f) KBr (0.05*20,67*1) = 0,245*5*f f = 0,84367 Nreal = Nap.f = 0,245*0,84367 Nreal (KBr) = 0,2067 eq/l 5