relatorio modificado pelo alex.... agora sim.... PRONTO!!!

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

Centro de Ciências Naturais e Exatas

Departamento de Química

QMC 162 Análise Experimental

RELATÓRIOS DOS EXPERIMENTOS

Professores: Leandro de Carvalho

Acadêmicos: Alexsandro Nunes Colim

Bruna Ávila Wiethan

Franciéli Kaspary Schons

Tamíris Bauer Grimaldi

Santa Maria, maio de 2010

SUMÁRIO

  1. Introdução ............................................................................................... 3

  1. Relatórios

Técnica 1: DETERMINAÇÃO DO Ka DO CH3COOH E TITULAÇÃO

CONDUTOMÉTRICA DE NaOH ................................................................................ 7

Técnica 2: DETERMINAÇÃO DE MISTURA DE ÁCIDOS POR TITULAÇÃO CONDUTOMÉTRICA DE NEUTRALIZAÇÃO .......................................................... 11

Técnica 3: TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE NEUTRALIZAÇÃO PADRONIZAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE NaOH .................................................. 13

Técnica 4: DETERMINAÇÃO DE ÁCIDO ACETIL SALICÍLICO EM MEDICAMENTO ....................................................................................................... 16

Técnica 5: DETERMINAÇÃO DE FERRO POR TITULAÇÃO

POTENCIOMÉTRICA DE OXI-REDUÇÃO .............................................................. 19

Técnica 6: DETERMINAÇÃO DE Zn, Cd, Cu E Pb EM AMOSTRA

DE ÁGUA MINERAL POR POLAROGRAFIA .......................................................... 21

  1. Referências Bibliográficas .................................................................. 28

  1. Anexos

Tabela I: Titulação de HCl com NaOH ......................................................... 29

Tabela II: Titulação de HCl e CH3COOH com NaOH .................................. 30

Tabela III: Titulação de NaOH ( 0,1M) com HCl (0,1M) ............................. 31

Tabela IV: Titulação de AAS com NaOH (0,109M) ...................................... 32

Tabela V: determinação de Fe (III) com K2Cr2O7 ........................................ 33

INTRODUÇÃO

POTENCIOMETRIA

A potenciometria é um método que se baseia na medida de diferença de potencial de uma célula eletroquímica na ausência de corrente elétrica. É composto de dois eletrodos, um indicador e outro de referência. O eletrodo indicador é um eletrodo sensível ao analito que, no caso do eletrodo de vidro, possui uma fina membrana de vidro sensível ao pH, localizada na extremidade de um tubo, geralmente de vidro, de parede grossa e resistente. Já o eletrodo de referência é um eletrodo com potencial constante, que normalmente possui um fio de prata nessa solução formando um eletrodo de referência de Ag|AgCl, que é conectado a um dos terminais do dispositivo onde se mede o potencial. Os dois estão associados por uma ponte salina na solução a ser analisada. O potencial de um eletrodo é determinado pelas atividades (ou pelas concentrações) de uma ou mais espécies presentes no sistema.

Figura 1: eletrodo de vidro

Uma titulação redox se baseia em uma reação de oxirredução entre analito e titulante. Para acompanharmos o avanço da reação, colocamos um par de eletrodos o de referência e o indicador, na mistura reacional e medimos a diferença de potencial, responsável pelo movimento dos elétrons do eletrodo de referência para o eletrodo de platina por meio de um potenciômetro. A detecção no ponto final de uma titulação potenciométrica pode ser feita através da utilização da curva de titulação (variação do pH versus o volume de titulante adicionado), onde o ponto de equivalência é o ponto onde o coeficiente angular (dpH/dVa) atinge o valor máximo, e também onde a segunda derivada é zero.

Em razão da estabilidade do eletrodo de referência, qualquer mudança no potencial do sistema será ocasionada pela contribuição do eletrodo indicador ou de trabalho. Convém lembrar que tanto o potenciômetro como os eletrodos não influenciam no equilíbrio do sistema. Na curva de titulação observamos o potencial em função do volume de titulante adicionado. O ponto de equivalência é indicado por um crescimento abrupto do potencial. Para calcular o potencial lido usa-se a equação de Nernst:

Equação 1: Equação de Nernst

O termo logarítmico depende da relação entre as concentrações da forma reduzida e oxidada da espécie, a qual muda ao longo da titulação. A variação de potencial próximo ao ponto de equivalência aumenta quando a diferença de Eº dos dois pares redox envolvidos na titulação também aumenta, portanto, resultados mais nítidos são obtidos com agentes oxidantes e redutores fortes.

CONDUTOMETRIA

As análises condutométricas baseiam-se na medida da condutância elétrica das soluções iônicas, onde monitora-se a capacidade do analito em conduzir uma corrente elétrica. A medida direta da condutância é de aplicação limitada em virtude do caráter não seletivo desta propriedade, já que é diretamente proporcional ao número de íons presentes na solução. O tamanho dos íons é importante por determinar a velocidade com que estes podem propagar-se através da solução. Os íons menores movem-se mais rapidamente do que os maiores. A carga é significante por determinar a força da atração eletrostática entre o eletrodo e os íons. A aplicação mais ampla da titulação condutométrica, é onde as medidas de condutância são usadas para a localização do ponto final. Em soluções líquidas, a corrente é conduzida entre os eletrodos pelos íons dissolvidos.

A condutância específica de uma solução de um eletrólito depende dos íons presentes, variando a sua concentração. Quando se dilui a solução de um eletrólito, a condutância específica diminui, pois há menos íons por mL de solução para conduzir a corrente. Se a solução se coloca entre dois eletrodos separados e suficientemente grandes como para conter totalmente a solução, a condutância aumenta à medida que a solução se dilui. Isto se deve principalmente a uma diminuição das ações interiônicas dos eletrólitos fortes e a um aumento na grade de dissociação dos eletrólitos fracos. Se existe um equivalente grama do soluto, a condutância dessa solução se denomina condutância equivalente. Para eletrólitos fortes, a condutância equivalente aumenta à medida que a concentração diminui e se aproxima de um valor limite, denominado condutância equivalente à diluição infinita. A quantidade dessa condutância equivalente pode ser determinada por extrapolação. Já para os eletrólitos fracos, não se pode empregar o mesmo método, mas pode-se calcular através da condutância equivalente, a diluição infinita dos respectivos íons de acordo com a Lei de migração independente dos íons.

A titulação condutométrica requer uma célula apropriada para a condução da titulação e a medida da condutância. Como a titulação não requer medidas absolutas da condutância, a célula não precisa ser calibrada, bastando que os eletrodos sejam mantidos em posições fixas durante a titulação. Na titulação condutométrica, a solução padrão é adicionada de uma bureta em sucessivos incrementos. Após a adição de cada incremento, é medida a condutância da solução. A adição da solução padrão ocasiona um certo aumento de volume e, portanto, um certo efeito de diluição que afeta a medida da condutância. O efeito de diluição pode ser grandemente diminuído com o uso de uma solução padrão 10 a 20 vezes, pelo menos, mais concentrada do que a solução em estudo.

VOLTAMETRIA

A voltametria é uma técnica eletroquímica onde as informações qualitativas e quantitativas de uma espécie química são obtidas a partir do registro de curvas corrente-potencial, feitas durante a eletrólise dessa espécie em uma cela eletroquímica constituída de pelo menos dois eletrodos, sendo um deles um microeletrodo (o eletrodo de trabalho) e o outro um eletrodo de superfície relativamente grande (usualmente um eletrodo de referência). O potencial é aplicado entre os dois eletrodos em forma de varredura, isto é, variando-o a uma velocidade constante em função do tempo. O potencial e a corrente resultante são registrados simultaneamente. A curva corrente vs. potencial obtida é chamada de voltamograma.

Uma das técnicas que se utiliza de processos de pré-concentração é a voltametria de redissolução anódica (ASV, do inglês, Anodic Stripping Voltammetry), muito utilizada na determinação de metais pesados, uma vez que vários deles podem ser depositados no eletrodo de mercúrio através de eletrólise de soluções de seus íons. A voltametria de redissolução é a técnica de voltametria mais sensível, pois o analito é concentrado a partir de uma solução diluída. Quanto maior for o tempo de concentração, mais sensível será a análise.

Figura 2. Célula de três eletrodos para voltametria.

Na voltametria, a presença de O2 é indesejável, pois este elemento produz duas ondas polarográficas quando é reduzido inicialmente a H2O2 e finalmente a H2O. Para remover-se o O2, borbulha-se N2 por alguns minutos na solução do analito antes da realização das medidas. Um fluxo de N2 é mantido sobre a superfície do líquido para que se evite a presença de O2. No entanto, o borbulhamento de N2 não deve ser mantido durante a medida, com o intuito de minimizar a convecção do analito para o eletrodo.

TÉCNICA 1: DETERMINAÇÃO DO Ka DO CH3COOH E TITULAÇÃO CONDUTOMÉTRICA DE NaOH

INTRODUÇÃO

A curva de titulação resultante consiste em dois ramos distintos: o primeiro, ramo de reação, dá a variação da condutância até o ponto de equivalência; e o segundo, ramo do reagente, dá a variação da condutância após o ponto de equivalência. A interseção dos dois ramos localiza o ponto final. O primeiro ramo indica a concentração de H+ presente do ácido e o segundo ramo indica a concentração de OH- em excesso da base.

No caso, quando a reação envolve eletrólitos fracos, o ramo de reação é curvilíneo e, então, torna-se necessário um número maior de medidas para definí-lo. A inclinação do ramo de reação depende das condutâncias equivalentes relativas do íon substituído e do íon introduzido.

A titulação condutométrica é aplicável a níveis de concentração muito baixos, até cerca de 10-4M. As principais aplicações da titulação condutométrica se referem, no caso, a reações de neutralização e também as de precipitação e de formação de complexos.

Nesta técnica foi determinada a constante de dissociação do ácido acético através de diferentes concentrações do mesmo, medindo-se sua mobilidade iônica. E também foi realizada a titulação condutométrica de uma base com um ácido.

Quando examinamos a dependência da concentração na condutividade de eletrólitos observamos que a condutividade basicamente aumenta com a concentração devido ao aumento do número de cargas (íons) em solução

MATERIAIS E REAGENTES

  • Agitador Magnético

  • Bureta de 25 mL

  • Condutivímetro PW 9505, PHILIPS;

  • Erlenmeyers

  • Pipetas

  • Solução de CH3COOH 0,1 M

  • Solução de NaOH ~0,01M

  • Balões de 100 mL

PARTE 1: ÁCIDO ACÉTICO

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Fez-se três diluições do ácido partindo-se de uma solução 0,1M de CH3COOH e mediu-se a sua condutividade:

Concentração do ácido (M)

Condutividade (μЅ)

0,1

504

0,01

129

0,001

40

Gráfico 1.1: Concentração versus condutividade.

Condutância equivalente (Δeq):

Sendo K = 504Scm-1 eC = 0,1M

Δeq = 1000 . K / C

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