aqqi - volumetria de formação de complexos

7/28/2019 AQQI - volumetria de formao de complexos

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Instituto Federal Sul Rio-grandenseCampus Pelotas

Coordenadoria de QumicaAnlise Qumica Quantitativa Inorgnica

Volumetria de Formao de Complexos

Componentes: Caroline Duarte e Bethnia Camargo

PELOTAS

Junho/ 2013


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OBJETIVOS

- Determinar por complexometria do EDTA:

- O teor de zinco em uma amostra de sulfato de zinco e a pureza da mesma;

- A dureza de amostras de gua potvel e mineral;

- O teor de clcio em amostras de leite em p e leite lquido industrializado.


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INTRODUO

A anlise quantitativa de uma substncia, realizada por titulao a partir de uma soluo

de concentrao previamente conhecida (a qual denomina-se soluo padro) chamada de

anlise titrimtrica ou titulometria, ou mesmo volumetria, uma vez que esta se baseia no

volume gasto das solues envolvidas.

Um dos ramos da titrimetria a volumetria de formao de complexos, a

complexometria. Complexos so compostos ou ons formados por ctions metlicos e

ligantes, que podem ser molculas ou nions. As solues padro usadas para a titulao so

sempre substncias complexantes, ou seja, que fornecem o ligante para a formao do

complexo, o que leva deduo de que a amostra a ser determinada sempre apresentar

ctions metlicos.

Os principais mtodos complexomtricos so a cianometria, que utiliza soluo padro

de cianeto de potssio; a mercurimetria, que utiliza soluo padro de nitrato de mercrio II; e

a complexometria do EDTA (mtodo que foi utilizado para a realizao das prticas

posteriormente descritas), o qual utiliza o cido etilenodiaminotetractico como soluo

padro. Este um ligante multidentado, mais especificamente hexadentado, o que quer dizer

que ele possui seis extremidades, seis dentes que podem fazer ligaes com metais paraformar complexos. Sua frmula :

de costume referir-se a ele como H4Y, embora seja mais comum, para sua utilizao

como soluo padro, o seu sal dissdico, referido como Na2H2Y, pois possui umasolubilidade consideravelmente maior em gua. A frmula deste ltimo :


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Entretanto, independentemente da carga dos ctions metlicos, estes s reagiro em

proporo 1:1 com o EDTA, devido a um impedimento espacial da molcula:

Para a determinao do ponto final (ponto da titulao no qual a soluo titulante e a

titulada j reagiram por completo) utilizam-se os chamados indicadores metalocrmicos, os

quais tem cores diferentes entre suas formas livre e ligada ao metal determinar. As

mudanas de colorao, utilizando o exemplo de uma complexometria do EDTA com

indicador rio T (um dos indicadores mais utilizados, juntamente com o Calcon), se do da

seguinte forma: O indicador j comea seu trabalho reagindo com a amostra: Ind(indicador) +

M(metal) IndM. O composto formado um quelato (complexo quelado, ou seja, formado

a partir de um ligante bidentado ou multidentado) colorido lils, a cor do rio T ligado ao

metal. Quando a soluo padro adicionada amostra, o metal que estiver livre formar o

quelato incolor MEDTA, quelato este que tambm ser formado, aps todo o metal livre

reagir com a soluo padro, pela reao do EDTA com o quelato IndM, deixando o

indicador livre, sem influenciar na mudana de colorao do mesmo, para azul, no caso do

rio T em sua forma livre. Esta liberao do indicador se d porque o quelato do metal com

a soluo padro apresenta um maior Kc, o qual indica a constante de estabilidade de um

complexo, sendo calculado pela frmula

, onde M o metal e L o ligante.

O pH do meio tambm influencia na estabilidade dos complexos, levando-se em

considerao que a dissociao destes coordenada pelo pH, pela soluo tampo:

EDTAM + 2H+ EDTAH2 + M

2OH- + 2H+ H2O

Quanto maior a acidez, menor a estabilidade do complexo, e quanto maior for a

estabilidade do complexo, menor o pH em que a titulao poder ser realizada


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A determinao de zinco em uma amostra pode ser realizada numa faixa nada restrita de

pH: em meio cido, at 4 e em meio bsico at 12, devido facilidade deste metal de reagir

com o EDTA. No caso da determinao de zinco em uma amostra de sulfato de zinco

heptahidratado e da determinao da pureza da mesma, utilizou-se o tampo NH4OH - NH4Cl,

de pH 10, que reage ativamente com o metal, primeiramente precipitando-o e, logo aps, pelo

excesso de amnia, solubilizando-o novamente com a formao de um complexo incolor:

Zn(OH)2 + NH3 [Zn(NH3)4]2+

As reaes de titulao e de deteco do ponto final so as seguintes, mudando-se a

colorao de lils (Zn-rio T) para azul (rio T livre):

rio T + Zn2+ rio TZn

Zn2++ EDTA ZnEDTA

rio TZn + EDTA ZnEDTA + rio T

Para a determinao de clcio no leite foi usado o mtodo indireto, chamado de

titulao de deslocamento ou de substituio, por causa da falta de Calcon, indicador utilizadopara a determinao de clcio, tendo-se que utilizar o rio T (no mtodo direto, iria se formar

o quelato Ca-rio T, o qual fraco e instvel, e resulta em uma mudana de cor pouco

definida no ponto final). A realizao deste mtodo se d pela adio do quelato MgEDTA

amostra, ocorrendo a reao a seguir, onde h substituio do magnsio pelo clcio, pois a

constante de estabilidade do Ca-EDTA maior que a do Mg-EDTA:

Ca

2+

+ MgEDTA CaEDTA + Mg

2+

O on Mg2+ ir reagir com o indicador rio T seguindo os mesmos passos anteriormente

explicados para a deteco do ponto final, mudando de lils para azul a colorao da amostra:

rio T + Mg2+ rio TMg

Mg2++ EDTA MgEDTA

rio TMg + EDTA MgEDTA + rio T


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H a possibilidade da presena de ferro e outros ctions que formam quelatos com o

EDTA, por isso torna-se necessria a adio de alguns cristais de KCN, pois este forma

cianocomplexos estveis com os ctions, no interferindo assim no consumo de EDTA na

titulao

A dureza da gua refere-se ao teor de sais de clcio e magnsio presentes, sendo um

dado importante para a avaliao da qualidade da gua, e medido em ppm CaCO3 (ou seja,

mg CaCO3 L-1). Com uma dureza de at 100 ppm CaCO3 a gua considerada mole, branda;

j acima disto, considerada gua dura.

Mesmo contendo clcio nas amostras de gua, elas podem ser tituladas de modo direto,

devido presena do magnsio: tendo em vista que o quelato Ca-EDTA mais estvel do que

o quelato Mg-EDTA, aquele ser formado primeiro, e, consequentemente, o clcio sertitulado primeiro, deixando que o magnsio propicie a mudana de colorao no ponto final,

sendo esta definida e ntida, pela mudana de lils para azul, na liberao do rio T do quelato

Mg-rio T:

Ca2++ EDTA CaEDTA

Mg2++ EDTA MgEDTA

Ca2+ + MgEDTA CaEDTA + Mg2+

Mg2+

+ rio T Mgrio TMgrio T + EDTA MgEDTA + rio T


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DESENVOLVIMENTO

- CLCULOS INICIAIS- Determinao da porcentagem de zinco:

- Massa para preparo de 200mL da amostra:

- Determinao da quantidade de clcio no leite:

- Diluio da soluo de EDTA 0,01 mol/L a 0,02mol/L:

Dilui-se cinco vezes.

Para preparo de 500mL, dilui-se 100mL de EDTA 0,1mol/L em 400mL de gua destilada.


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- MATERIAIS E REAGENTES

- VIDRARIA

- Balo volumtrico 200mL

- Bquer 100mL, 250mL

- Bureta 50mL

- Erlenmeyer 250mL, 500mL

- Funil de vidro

- Pipeta graduada 1mL, 5mL, 10mL

- Pipeta volumtrica 25mL, 50mL, 100mL

- Proveta 25mL, 50mL, 200mL

- Bquer plstico 600mL

- Almofariz

- Pistilo

- EQUIPAMENTOS

- Bico de gs

- Haste universal- Pisseta

- Garra para bureta

- Tela de amianto

- Trip

- Tenaz

- Pera

- Balana analtica- Esptula

- REAGENTES E SOLUES

- EDTA 0,1mol/L; 0,01mol/L; 0,02mol/L

- Sulfato de zinco hepta-hidratado p.a. (05/2014)

- Preto de rio Cromo p.a. (07/2001)

- Hidrxido de amnio p.a.- Tampo hidrxido de amnio/cloreto de amnio pH 10


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- gua mineral

- gua potvel

- Leite em p NINHO

- Leite pi

- NaCL p.a

- Soluo quelato Mg-EDTA 0,1 mol/L

- KCN p.a

- rio T/NaCl 1:100

- PROCEDIMENTO

Complexometria do EDTA

- Determinao da porcentagem de zinco:

Para preparo de 200mL de amostra 0,1mol/L utiliza-se balo volumtrico de 200mL de

capacidade e dissolve-se 5,75g de ZnSO4.7H2O em gua destilada.

Agita-se o balo at total dissoluo. Aps, toma-se uma alquota de 25mL desta em

um erlenmeyer e acrescenta-se 175mL de gua destilada. Pe-se ainda uma soluo tampohidrxido de amnio/cloreto de amnio at que o precipitado branco formado se dissolva,

aps, adiciona-se 5mL em excesso e indicador rio T at a soluo adquirir uma colorao

lils. Coloca-se uma soluo de EDTA 0,1mol/L em uma bureta devidamente ambientada e

titula-se com a soluo at a verificao na mudana de colorao de lils pra azul, indicando

o trmino da titulao.

A soluo descartada em resduos orgnicos metlicos.

- Determinao da dureza da gua:

Para a determinao da dureza da gua em uma amostra de gua mineral coloca-se 10

mL desta em um erlenmeyer, adiciona-se 1mL de soluo tampo pH 10 hidrxido de

amnio/Cloreto de amnio e indicador rio T at a soluo apresentar colorao lils. Aps,

coloca-se EDTA 0,01mol/L em uma bureta devidamente ambientada e titula-se at a

identificao do ponto final da titulao dada atravs da mudana na colorao de lils para

azul.

A soluo descartada em resduos orgnicos metlicos.


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- Determinao da porcentagem de clcio no leite em p:

Para a determinao do da porcentagem de clcio no leite coloca-se 2,0g deste em um

erlenmeyer juntamente com 50mL de gua destilada, 15mL de soluo tampo pH 10, alguns

cristais de KCN, 20 gotas de quelato Mg-EDTA. Adiciona-se ainda indicador rio T at que a

soluo apresente colorao lils. Aps, coloca-se EDTA 0,02mol/L em uma bureta

devidamente ambientada e titula-se at obter a mudana de colorao do lils para o azul, que

indica o trmino da titulao.

A soluo descartada em resduos bsicos orgnicos.


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RESULTADOS

- CLCULOS FINAIS

Determinao da porcentagem de zinco em amostra de ZnSO4.7H2O:

- Clculo da massa de Zn (II) em 25mL de amostra diluda:

VgastoEDTA.concentrao EDTA.massa molar Zn = massa de Zn

- Clculo da massa de Zn (II) em 200mL da amostra diluda:

()

X = 1,3448g

- Clculo de Zn (II) em porcentagem p/p na amostra:

()()

- Clculo da massa de ZnSO4.7H2O em 25mL de amostra diluda:

VgastoEDTA.concentrao EDTA.MolZnSO4 = massa de ZnSO4

- Clculo da massa de ZnSO4.7H2O em 200mL da amostra diluda:

()

X = 5,91g


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- Clculo de ZnSO4.7H2O em porcentagem p/p na amostra:

()()

Tabela de resultados da turma:

Zn (II)%p/p ZnSO4.7H2O%p/p

23,29 102,4023,57 103,6023,39 102,80

23,39102,82

23,02 101,2023,38 102,80

Determinao da dureza da gua:

Amostra: gua mineral.

- Clculo da massa de carbonato de clcio em 50mL da amostra:

VolgastoEDTA.concentraoEDTA.molCaCO3= massa CaCO3 amostra

- Clculo da dureza da amostra expresso em mg :

-Tabela de resultados da turma:

mgCaCO3.L-1

Potvel Mineral

28,00 18,0024,00 12,00

26,00 10,00


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Determinao do teor de clcio em leite:

Amostra: leite em p.

- Clculo da massa de clcio na massa de amostra pesada:

- Clculo da massa de clcio em 26g de amostra:

- Clculo da massa de clcio em um quilo da amostra:

- Tabelas de resultados da turma:

Leite em p

mgCa/26g ppmCa (mgCa.Kg-

)

279 10760278 10685278 10714

Leite lquido

mgCa/200mL ppmCa (mg.Cal-

)

276 1380277 1384

283,2 1416


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CONCLUSO

Na determinao da porcentagem de zinco foram obtidos os valores de 23,39% de

Zn(II) e 102,8% de ZnSO4.7H2O o que indica que os resultados foram exatos, pois se

aproximaram do valor esperado que era entre 99%-103%. Os resultados obtidos pela turma

foram bastante precisos, pois se aproximaram entre si.

Na determinao da dureza da gua em amostra de gua mineral, foi obtido o valor de

10 mgCaCO3.L-1 o que indica que a gua analisada considerada branda, ou seja, possui um

baixo teor de sais de clcio e magnsio. Os valores obtidos pela turma na anlise das amostras

de gua mineral foram bastante imprecisos, enquanto os da gua potvel foram um pouco

menos.

Na determinao do teor do clcio no leite em p, obteve-se o valor de 279 mgCa/26g

por poro de 26g, o que indica que o valor encontrado foi relativamente exato (por estar-se

trabalhando com unidades muito pequenas), apesar de ter sido maior que o valor esperado pra

essa poro que era de 242 mgCa/26g, o que continha no rtulo. Em mg/Kg obteve-se 10.714

ppmCa. Pode-se concluir que os valores para essa amostra foram precisos, pois foram

prximos entre si, tanto em mgCa/26g, quanto em ppmCa. O valores encontrados pro leite

lquido foram tambm maiores que o esperado por poro de 100mL e no apresentaram tanta

preciso quanto os da amostra de leite em p.


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BIBLIOGRAFIA

Baccan, N.; Andrade, J.C.; Godinho, O.E.S.; Barone, J.S. Qumica Analtica

Quantitativa Elementar. 3 Ed. So Paulo: BlucherInstituto Mau de tecnologia, 2001.

Vogel, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5 Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan

S.A., 1989.

Harris, [et al.] Anlise Qumica Quantitativa. 7 Ed. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e

Cientficos Editora Ltda., 2011.

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