1. O documento descreve 7 experiências realizadas para estudar volumetria de precipitação, complexação e oxido redução.
2. A experiência 1 utiliza o método de Mohr para titular cloretos com nitrato de prata usando cromato de potássio como indicador. A experiência 2 aferir uma solução de EDTA titulando cálcio. A experiência 3 determina a dureza total de uma água por titulação com EDTA.
3. As experiências estudam reações químicas, cálculos de erro e relacionam
4. 4
1. Introdução
A dosagem dos iões cloreto pode efectuar-se por precipitação com uma solução de nitrato de
potássio. Os três métodos usuais diferem entre si no modo de visualização do ponto termo da
titulação, (Skoog, D et al. 1988).
Entre outros, o permanganato de potássio e o dicromato de potássio são dois oxidantes
vulgarmente usados como titulantes em volumetria redox.
As soluções de permanganato são instáveis pois para além de oxidarem substâncias orgânicas
presentes na água, estão contaminadas em óxido de manganês (IV) pelo que o permanganato de
potássio não pode ser considerado um padrão primário. A sua aferição pode ser efectuada com
soluções preparadas a partir do oxalato de sódio, (Alexeev,V. 1983).
Ao contrário, as soluções de permanganato, as de dicromato podem ser preparadas por pesagem
rigorosa do dicromato de potássio seguida da dissolução e diluição a um volume conhecido.
Na titulação com o EBT ajusta-se o pH a um valor 10 com auxílio de uma solução tampão
amónia-amonião, (Skoog, D et al. 1988).
Uma titulação de oxidação-redução ou titulação redox baseia-se numa reacção de oxidação-
redução entre o anólito e o titulante.
A dureza da água refere-se a concentração total de elementos alcalino-terrosos dissolvidos em
geral provenientes de sais de cálcio e magnésio por estes existirem em maior quantidade, (Kin,
Fung Dai. 2005).
Para o presente trabalho uma das abordagens é sobre o método de Mohr. O método de Mohr
baseia-se no emprego de uma solução de permanganato de potássio com indicador, o qual
através de iões cromato origina um precipitado vermelho de cromato de potássio. Este forma-se
apos a precipitação quantitativa de iao cloreto sob a forma de cloreto de prata. A titulação é
conduzida em meio neutro ou ligeiramente alcalino, (Guião, 2019).
Para o presente trabalho pretende-se Estudar a volumetria de precipitação pelo método de Mohr,
complexacão e oxido redução. O Fe(II) é oxidado a Fe(III) em meio ácido.
5. 5
2. Objectivos
2.1 Objectivos Geral
Estudar a volumetria de precipitação pelo método de Mohr, complexacão e oxido redução.
2.2 Objectivos Específicos
Comparar as constantes de estabilidade
Indicar os teores de cálcio e magnésio.
Efectuar o cálculo de erro de titulação pelo método de Mohr.
Empregar solução de cromato de potássio como indicador na titulação.
Fazer a dosagem dos iões cloreto por precipitação com solução de nitrato de prata.
Compor as equações das reacções químicas que ocorrem na titulação por complexacão.
Efectuar cálculo da dureza de água em molaridade e em CaCO3/l.
Relacionar as cores das soluções com compostos formados.
Verificar o aparecimento de coloração vermelho no detrimento da adição do indicador à solução
no erlenmeyer.
6. 6
3. Parte Experimental
3.1. Experiência 1. Método de Mohr
3.1.2 Materiais: pipeta, conta-gotas, bureta, béquer, erlenmeyer, material de suporte universal,
funil.
3.1.3. Reagentes: carbonato de cálcio, cromato de potássio a 5 %, bicarbonato de sódio, nitrato
de prata.
3.1.4. Procedimento: pipetou-se 20 ml da solução amostra para um erlenmeyer. De seguida fez-
se o ajuste do pH da solução mediante bicarbonato de sódio (m=1.12 g). De seguida adicionou-se
1 ml da solução de indicador a 5 %. Preparou-se uma bureta com solução aferida de nitrato de
prata. Titulou-se com agitação fortemente à solução de modo com que se verificasse
aparecimento de coloração vermelho – tijolo. De seguida fez-se o ensaio em branco, usou-se uma
pequena quantidade de carbonato de cálcio de modo com que se pudesse simular o precipitado
de cloreto de prata.
3.1.5. Resultados: verificou-se aparecimento de coloração vermelho – tijolo.
3.1.6. Reacções
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 | Ag+
+ Cl-
→ AgCl ↓ Ks1 = 1.78.10-10
K2CrO4 + 2AgNO3 →Ag2CrO4↓ + 2KNO3 | 2Ag+
+ CrO4
2-
→ Ag2CrO4 ↓ Ks2 = 2.45.10-12
3.1.7. Cálculo Do Erro
Equilíbrio: Ag+
+ Cl-
→ AgCl ↓ Ks1 = 1.78.10-10
Equilibrio: 2Ag+
+ CrO4
2-
→ Ag2CrO4 ↓ Ks2 = 2.45.10-12
No peq: [Cl-
] =[Ag+] =(Ks1) 0.5
= (1.78.10-10
) 0.5
=1.33.10-5
[AgNO3] =0.1M | [CrO4
2-
] = = [(2.45.10-12
/(1.33.10-5
)2
]= 0.014M
[CaCO3] =0.1 M= [Cl-
] | Erro =
VAgNO3 exc: no peq [Cl-
]peq=[Ag+
] peq = (Ks1) 0.5
= (1.78.10-10
) 0.5
=1.33.10-5
M
No pt: [CrO42-
]pt = 5.10-3
M
7. 7
[Ag+
]pt = (Ks1/5.10-3
)0.5
= [(2.45.10-12
/ (5.10-3
)]0.5
= 2.21.10-5
M
[Cl-
]pt = (Ks1/[Ag+
]pt) = [(1.78.10-10
/ (2.21.10-5
)]0.5
= 0.81.10-5
M
VCl- =3 ml | [AgNO3] = 0.1 M [Ag2CrO4] = 1.10-5
M
2Ag+
+ CrO4
2-
→ Ag2CrO4 ↓ [CrO4
2-
] =2.10-5
M | Vpt ~ Veq = 6 ml
[(2.21.10-5
-1.33.10-5
) +(1.33.10-5
-0.81.10-5
) +2.10-5
].6 =0.1469 mmol
VAgNO3 exc = (0.1469mmol / 0.1 M) = 1.469 ml = 1.47 ml
Erro = = (1.47 ml/ 3 ml).100% = 49 %
3.2. Experiência 2. Aferição De Uma Solução De EDTA
3.2.1. Materiais: erlenmeyer, conta-gotas, proveta graduada, bureta, béquer, esguicho, material
de suporte universal, funil.
3.2.3. Reagentes: solução de Mg2+
, solução tampão (pH = 10), indicador EBT sólido, solução de
CaCO3.
3.2.4. Procedimento: pipetou-se 20 ml da solução de CaCO3 para um erlenmeyer. Juntou-se 50
ml de água, 3 gotas da solução de Mg2+
, 10 ml da solução tampão (pH = 10) e uma pequena
quantidade do indicador EBT sólido (com o auxilio de uma espátula). De seguida titulou-se com
a solução de EDTA que encontrava-se numa bureta até a viragem da cor da solução de vermelho
para azul. E repetiu-se a titulação.
3.2.5. Resultados: verificou-se a cor vermelha Clara antes do inicio da titulação após a junção de
carbonato de cálcio, água e Mg2+
no erlenmeyer. Após a titulação verificou-se coloração azul. O
EDTA antes da titulação apresentou-se em cor vinho escuro. O volume do EDTA que se gastou
foi de 19 ml. Verificou-se que a mudança da coloração se deu ao mesmo volume de EDTA gasto
de 19 ml. Quando repetiu-se a experiência verificou-se também a mudança de coloração de
vermelho para azul e volume do EDTA gasto de 19 ml.
3.2.6. Reacções: Com E Sem Indicador
Adição da água em carbonato de cálcio: CaCO3 + H2O → Ca(OH)2 + CO2
8. 8
Junção da água, Mg2+
em carbonato de cálcio: MgCO3 + CaCO3 + 2H2O →Mg(HCO3)2 +
Ca(OH)2
Reacção de complexação
H2Y2-
+ Ca2+
→ CaY2-
+2H+
H2Y2-
+ Mg2+
→ MgY2-
+2H+
Reacção com o indicador
In3-
+ Mg2+
→ MgIn2-
In3-
+ Ca2+
→ CaIn-
pkCaY2-
= 10.7 pkMgY2-
= 8.7
pkCaIn-
= 3.9 pkMgIn-
= 5.5
Tanto
Mg2+
+ EBT + CaCO3→ Mg-EBT
Mg-EBT+ EDTA + H2O → Mg-EDTA + EBT
In3-
+ Mg2+
→ MgY2-
| In-
+ Ca2+
→ CaIn-
Mr(EDTA) = 372 g/mol
Cálculo
{ ( )
( ) = 0,1 M
3.3. Experiência 3. Determinação Da Dureza Total De Uma Água
3.3.1. Materiais: bureta, erlenmeyer, pipeta graduada, proveta, esguicho, béquer, suporte
universal, funil, conta-gotas.
3.3.2. Reagentes: EDTA, EBT sólido, solução tampão.
9. 9
3.3.3. Procedimento: pipetou-se 100 ml de água para um erlenmeyer. De seguida juntou-se 10
ml de solução tampão e indicador EBT sólido. Titulou-se com a solução de EDTA que havia
numa bureta de modo com que houvesse viragem a cor da solução de vermelho para azul e
repetiu-se a titulação.
3.3.4. Resultado: verificou-se cor roxo após adição do indicador EBT em água antes do início da
titulação. Após a titulação pela adição rigorosa do EDTA verificou-se coloração azul – escuro. O
volume gasto do EDTA verificou-se tendo sido de 3 ml. A mudança de coloração se deu ao
volume gasto de EDTA correspondente a 3 ml. Na repetição da titulação verificou-se coloração
azul e volume do EDTA gasto tendo sido de 3 ml.
3.3.5. Reacções: Com E Sem Indicador
NH4
+
+ H2O → NH3 + H3O+
H2Y2-
+ Ca2+
→ CaY2-
+ 2H+
H2Y2-
+ Mg2+
→ MgY2-
+ 2H+
Reacção Com Indicador
In3-
+ Mg2+
→ MgIn2-
H2O + H2In-
→ HIn2-
+ H3O+
Mg-EBT+ EDTA + H2O → Mg-EDTA + EBT
H2O + (NH4
+
/ NH3) + H2In-
→ HIn2-
+ H3O+
3.3.6. Cálculo Da Dureza Da Água
Dureza Total (mg/l) =
( ) ( ) ( ) ( )
( )
Dados: { ( )
Dureza Total (mg/l) =
( ) ( ) ( ) ( )
510 mg CaCO3/l
Teor de Ca2+
=
( ) ( ) ( ) ( )
204.408 mg/l
10. 10
Teor de Mg2+
(mg/l) = 0.243. (dureza total em mgCaCO3/l) – (dureza de Ca2+
em mgCaCO3/l)
Teor de Mg2+
(mg/l) = 0.243. (510 CaCO3/l) – (204.408 mg/l) = 80.478 mg /l
Dureza Total (mol/l) = 5,1.10-4
mol/l
3.4. Experiência 4. Determinação Do Teor Em Ca2+
De Uma Água
3.4.1. Materiais: bureta, erlenmeyer, pipeta graduada, proveta, esguicho, béquer, suporte
universal, funil, conta-gotas.
3.4.2. Reagentes: NaOH 1 N, indicador Murexida sólido, água, EDTA.
3.4.3. Procedimento: pipetou-se cerca de 100 ml de água para um erlenmeyer. De seguida
juntou-se 5 ml de NaOH 1 N e indicador Murexida sólido. Titulou-se com a solução de EDTA a
qual havia sido introduzido na bureta de modo com que houvesse viragem da cor da solução de
vermelho a azul violeta e repetiu-se a experiência.
3.4.4. Resultado: antes do início da titulação, no erlenmeyer, da junção da água, hidróxido de
sódio e indicador murexida, e verificou-se cor violeta. Após a titulação verificou-se
transformação da coloração de vermelho para azul violeta e volume de 15 ml. Na repetição da
titulação fez-se mesmas observações quanto a cor e volume gasto de 15 ml.
3.4.5. Reacções: Com E Sem Indicador
NaOH(aq) + H2O(l) → Na+
(aq) + OH-
(aq)
Reacção Com Indicador
NaOH(aq) + H2O(l) + H4D-
+ EDTA → H2D3-
H4D-
→ H3D2-
→ H2D3-
3.4.6. Cálculo do Teor de Ca2+
Dados: { ( ) Indicador Murexida | Vol EDTA: 4.5 ml
Teor do Ca2+
=
( ) ( ) ( ) ( )
180,36 MgCa2+
/l
11. 11
3.5. Experiência 5. Aferição De Uma Solução De KMnO4 Com Na2C2O4
3.5.1. Materiais: erlenmeyer, manta aquecedor, béquer, pipeta graduada, proveta graduada,
conta-gotas, suporte universal, bureta.
3.5.2. Reagentes: solução Na2C2O4 0.1 N, H2SO4 2 N.
3.5.3. Procedimento: preparou-se uma solução de Na2C2O4 0.1 N. Pipetou-se 20 ml da solução
anterior para um erlenmeyer. De seguida juntou-se 50 ml de H2SO4 2 N. de seguida aqueceu-se a
solução a 60o
C. Titulou-se lentamente e com agitação constante com KMnO4 de modo com que
houvesse aparecimento de cor rosa.
3.5.4. Resultado: ao titular-se a solução com agitação constante no erlenmeyer verificou-se
mudança de coloração, característica inicial incolor que mudou de cor se verificado coloração
rosa e o volume da titulação que foi obtido é de 18 ml.
3.5.5. Reacções
2MnO4
-
+ 5H2C2O4
2-
+ + 6H+
→ 10CO2 + 2Mn2+
+ 8H2O
3.6. Experiência 6. Titulação De Fe2+
Com KMnO4
3.6.1. Materiais: erlenmeyer, manta aquecedor, béquer, pipeta graduada, proveta graduada,
conta-gotas, suporte universal, bureta.
3.6.2. Reagentes: solução – amostra NH4(FeSO4)6H2O, KMnO4.
3.6.3. Procedimento: pipetou-se 20 ml da solução – amostra (NH4(FeSO4)6H2O) para um
erlenmeyer. Aqueceu-se a solução a 60o
C. Titulou-se lentamente e com agitação constante com
KMnO4.
3.6.4. Resultado: ao titular-se a solução com agitação constante no erlenmeyer a solução mudou
de coloração saindo de incolor para rosa e o volume da titulação que foi obtido foi de 9 ml.
Corou-se a cor rosa com persistência durante pouco tempo.
3.6.5. Reacções
Fe2+
+ MnO4
-
→ Fe3+
+ Mn2+
5x (Fe2+
→ Fe3+
+ e-
)
1x (MnO4
-
+ 8H+
+ 5e -
→ Mn2+
+ 4H2O)
12. 12
5Fe2+
+ MnO4
-
+ 8H+
+ 5e -
→ Mn2+
+ 4H2O + 5Fe3+
+ 5e-
Eq. Global: 5Fe2+
+ MnO4
-
+ 8H+
→ Mn2+
+ 4H2O + 5Fe3+
3.7. Experiência 7. Titulação De Fe2+
Com K2Cr2O7
3.7.1. Materiais: bureta, erlenmeyer, pipeta graduada, proveta, béquer, suporte universal, funil,
conta-gotas.
3.7.2. Reagentes: indicador difenilamina, H2SO4 2 N, K2Cr2O7.
3.7.3. Procedimento: pipetou-se 20 ml da solução – amostra para um erlenmeyer. De seguida
juntou-se 50 ml de H2SO4 2 N e pôs-se a arrefecer. Adicionou-se 6 gotas do indicador
difenilamina. Titulou-se com K2Cr2O7 de modo com que dessa cor violeta.
3.7.4. Resultado: verificou-se aparecimento de coloração violeta.
3.7.5. Reacções:
Fe2+
+ Cr2O7
2-
→ Cr3+
+ Fe3+
6x (Fe2+
→ Fe3+
+ e-
)
1x (Cr2O7
2-
+ 14 H+
+ 6e-
→ 2Cr3+
+ 7H2O)
Cr2O7
2-
+ 6Fe2+
+ 14 H+
+ 6e-
→ 2Cr3+
+ 7H2O + 6Fe3+
+ 6e-
)
Eq. Global: Cr2O7
2-
+ 6Fe2+
+ 14 H+
→ 2Cr3+
+ 7H2O + 6Fe3+
13. 13
4. Discussão
Experiência 1: a cor vermelha a qual verificou-se foi o aparecimento do precipitado cromato de
prata (Ag2CrO4) e em simultâneo indicou-se o ponto térmo. Dentre os dois precipitados ccromato
de prata (Ag2CrO4) e cloreto de prata (AgCl), o cloreto de prata foi o menos solúvel e
consequentemente o cromato de prata o mais solúvel. Dos valores da solubilidade verificou-se
que o cloreto de prata (AgCl) precipitou-se primeiro. O valor 0.014M obtido traduz a
concentração que CrO4
2-
deveria ter no ponto de equivalência de modo com que este coincidisse
com o ponto térmo. Usou-se baixa concentração baixa do ião cromato (CrO4
2-
). A quantidade de
cromato de potássio (K2CrO4) a qual usou-se foi de modo com que [CrO4
2-
]p.t fosse 5.10-3
M. O
erro obteve-se erro de titulação porque se adicionou um excesso de nitrato de prata (AgNO3)
pelo facto de a [CrO4
2-
]p.t ter sido mais baixa do que deveria ser e a quantidade mínima de
(Ag2CrO4) necessária com que se pudesse verificar a cor vermelha concentração mínima a qual
detectou-se foi de
1.10-5
M. O erro por este método foi superior a 1% tendo sido de 49% porque foi usado pequena
quantidade do CaCO3 na simulação do precipitado AgCl e porque a maior fonte de erro é a
quantidade de nitrato de prata (AgNO3) necessária para visualização do precipitado cromato de
prata (Ag2CrO4). A adição de nitrato de prata (AgNO3) conduziu a um aumento de que [Ag+
]p.t =
2,21.10-5
M em relação à [Ag+
]p.e = 1,33.10-5
e uma diminuição da [Cl-
]p.t = 0,81.10-5
em relação à
[Cl-
]p.e= 1,33.10-5
M. Juntou-se nitrato de prata (AgNO3) de modo com que se atingisse a
concentração mínima de 1.10-5
M de cromato de prata (Ag2CrO4) de modo com que se
verificasse a cor vermelha. Com 2 moles de Ag+
reagiram com 1 mol de ião cromato (CrO4
2-
).
Essa concentração mínima detectável de cromato (CrO4
2-
) correspondeu a um gasto de Ag+
2.10-
5
M.
Experiência 2: os valores das constantes de estabilidade verificadas mostra-se que a primeira
constante é sempre maior que a segunda ou seja a primeira constante é sempre maior de todas e
cada vez mais a dissociação o valor da constante decresce. A mudança de cor de vermelho a
azul, correspondeu o fim da titulação. E a cor vermelha foi do complexo Mg-EBT e a cor azul foi
do indicador livre. A cor vermelha tanto verificou-se pela adição de uma pequena quantidade de
Mg2+
Experiência 3: a dureza total foi superior a 270 mg/l o que indica que a água foi dura.
14. 14
Experiência 4: o teor de cálcio calculou-se pelo produto entre a massa relativa do hidróxido de
sódio, a concentração do EDTA razão pelo volume de água e de modo a obtenção de mg/l tendo-
se multiplicado por 1000. O valor do teor é inferior a 270 mg/ l o que indica que não foi dura.
Experiência 5: Na aferição do permanganato de potássio (KMnO4) pelo oxalato de sódio
(Na2C2O4) em meio ácido gerou-se ácido oxálico e a reacção da padronização foi a apresentada:
2MnO4
-
+ 5H2C2O4
2-
+ 6H+
→ 10CO2 + 2Mn2+
+ 8H2O. O permanganato de potássio
transformou-se do número de oxidação 7+ pra 2+ assim sendo o MnO4
-
oxidante e H2C2O4
2-
agente redutor e visto obedecer reacção redox.
Experiência 6: a cor rosa a qual verificou-se foi devido a presença do pemanganato de potássio
como oxidante e que o mesmo possui cor rosa. A cor rosa atingiu-se depois de ter se atingido o
ponto de equivalência. O aquecimento da solução foi de modo acelerar a reacção.
Experiência 7: a mudança de cor de incolor para violeta foi devido a difenilamina que sofreu
oxidação passando a difenilbenzidina tendo-se proporcionado mudança de coloração. O
dicromato de potássio foi reduzido para Cr3+
segunda a reacção a qual apresentou-se e porque o
dicromato de potássio é um poderoso oxidante forte razões as quais da redução e o Fe2+
agente
redutor. A cor violeta foi indicou ponto termo da titulação pelo dicromato de potássio.
15. 15
5. Conclusão
Findo o trabalho feito laboratorial conclui-se que o ponto termo em volumetria por complexação
e outras formas de titulação o ou volumetria é gerado pelo uso do indicador que para além de
formar complexo corado é também sensível a variações de pH. Quanto a dureza da água ela pode
ser dura ou mol sendo dura se a dureza for superior a 270 mg/l e mole se a dureza for inferior a
60 mg/l. A visualização das cores depende de reagentes e meios usados em determinadas
experiências. A titulação pelo método de Mohr assim pode-se determinar o erro da titulação
devido a adição excessiva do permanganato de potássio. O método de Mohr é usado na dosagem
de iões cloreto tanto outros métodos as quais não foram possíveis de se realizar nomeadamente
método de Volhard e Fajans. Para as constantes de dissociação conclui-se que a primeira
costante de dissociação é sempre maior que as restantes e por ordem decrescente apresentam-se
isto é quanto mais dissociar-se menor serão os valores das constantes de dissociação.
16. 16
6. Referência
1. Alexeev,V. (1983). Análise quantitativa. 3a
edição. Editora Lopes da Silva. Porto.
2. Guião da aula laboratorial no
3. (2019). Volumetria de precipitação. Determinação de teor de
cloretos numa solução pelos métodos de Mohr, Volhard e Fajans. Faculdade de Ciências.
Departamento de Química. Universidade Eduardo Mondlane. Maputo.
3. Skoog, D et al. (1988). Fundamentos de análise Química. 5ª Edição Companhia Saunders.
Nova Iorque. 894 pp.
4. Kin, Fung Dai. (2005). Métodos Clássicos de Análise Quantitativa. Manual de Química
analítica II. Licenciatura em Química. Universidade Eduardo Mondlane. Maputo.