RELATÓRIO-Determinação da dureza da água e determinação de peróxido de hidrogênio (H2O2)

RELATÓRIO-Determinação da dureza da água e determinação de peróxido de...

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Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Centro de Ciências Exatas e da Terra

Departamento de Química QUI0351 - Química Analítica I

TÍTULO DO EXPERIMENTO: Determinação da dureza da água e determinação de peróxido de hidrogênio (H2O2). DATA DA REALIZAÇÃO: 28 de outubro de 2008

TURMA: 35M56PROF. RESPONSÁVEL: Jéssica Horacina ALUNO: NOTA DO GRUPOALUNA: ALUNO:

NATAL, 4 de novembro de 2008

1 – INTRODUÇÃO

Dureza é um parâmetro característico da qualidade de águas de abastecimento industrial e doméstico sendo que do ponto de vista da potabilização são admitidos valores máximos relativamente altos, típicos de águas duras ou muito duras. Quase toda a dureza da água é provocada pela presença de sais de cálcio e de magnésio (bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos) encontrados em solução. Assim, os principais íons causadores de dureza são cálcio e magnésio tendo um papel secundário o zinco e o estrôncio. Algumas vezes, alumínio e ferro férrico são considerados como contribuintes da dureza.

A dureza total da água compõe-se de duas partes: dureza temporária e dureza permanente. A dureza é dita temporária, quando desaparece com o calor, e permanente, quando não desaparece com o calor, ou seja, a dureza permanente é aquela que não é removível com a fervura da água. A dureza temporária é a resultante da combinação de íons de cálcio e magnésio que podem se combinar com bicarbonatos e carbonatos presentes.

Normalmente, reconhece-se que uma água é mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade que se tem de obter, com ela, espuma de sabão. As águas duras caracterizam-se, pois, por exigirem consideráveis quantidades de sabão para produzir espuma, e esta característica já foi, no passado, um parâmetro de definição, ou seja, a dureza de uma água era considerada como uma medida de sua capacidade de precipitar sabão.

O método mais comumente empregado na determinação de dureza é o método titrimétrico do EDTA, sendo baseado na reação do ácido etilenodiaminatetracético (EDTA) ou seus sais de sódio que formam complexos solúveis quelados com certos cátions metálicos.

EDTA [e(thylene)d(iamine)t(etraacetic) a(cid).] é um ácido cristalino, C10H16N2O8, que age como um agente quelante. O sal de sódio EDTA é usado como um antídoto para envenenamentos com metais, um anticoagulante e um ingrediente em uma larga variedade de reagentes na indústria.

A reação que ocorre num pH = 10 0,1, necessita de um indicador, preto de eriocromo T, por exemplo, o característico ponto final azul é reconhecido quando suficiente EDTA é adicionado e íons metálicos formam complexos com o EDTA não associado ao eriocromo.

A permanganimetria, que faz uso do permanganato de potássio com reagente volumétrico, é um dos mais importantes métodos volumétricos de oxidação. O permanganato de potássio é um poderoso agente oxidante e suas soluções possuem coloração violeta intensa, podendo ele próprio atuar como indicador, pois o ponto final na titulação é observado pelo aparecimento de uma coloração rósea persistente. Baseia-se na redução do permanganato a íon manganês (I) em meio ácido.

O peróxido de hidrogênio que, em solução aquosa, é conhecido comercialmente como água oxigenada, trata-se de um líquido viscoso e poderoso oxidante. É incolor à temperatura ambiente e apresenta característico sabor amargo. Quantidades pequenas de peróxido de hidrogênio gasoso ocorrem naturalmente no ar. O peróxido de hidrogênio é instável e quando perturbado, rapidamente se decompõe em oxigênio e água com liberação de calor. Embora não seja inflamável, é poderoso agente oxidante que pode sofrer combustão espontânea em contato com matéria orgânica ou alguns metais como o cobre ou o bronze. A água oxigenada encontrada comercialmente na forma de uma solução aquosa contendo cerca de 3%, 6%, 12% ou 30% de H2O2, freqüentemente chamadas de 10, 20, 40 e 100 volumes, respectivamente. Esta terminologia é baseada no volume de oxigênio que é liberado quando a solução é decomposta por aquecimento

2H2O2→ 2H2O + O2(g)

Assim, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 10 volumes significa que ela pode fornecer 10 vezes o seu volume em oxigênio medido nas CNTP.

2 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2.1 - MATERIAIS E REAGENTES

Água da torneira Água destilada

Água oxigenada 10 volumes

Balança analítica

Balão volumétrico de 100ml

Becker

Bureta de 25ml

Erlenmeyer de 250 ml

Pipeta graduada

Pisseta

Proveta

Permanganato

Solução tampão de pH 10

Ácido ascórbico

Indicador negro de eriocromo-T

Solução de EDTA

Ácido sulfúrico – H2SO4 2.2 - PARTE EXPERIMENTAL

2.2.1 - DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA

Com uma pisseta mede-se 100 ml de água da torneira e transfere-se para um erlenmeyer de 250 ml, adiciona-se 6 ml da solução tampão de pH 10, alguns cristais de ácido ascórbico e poucos cristais do indicador negro de eriocromo-T, este último somente para visualização. Titula-se a solução com EDTA até que ocorra a mudança de cor da solução de violeta para azul. Repete-se esse processo.

2.2.2 - DETERMINAÇÃO DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

Utilizando uma pipeta, retiram-se 10 ml de água oxigenada comercial 10 volumes e coloca-se em um balão volumétrico de 100 ml, completa-se o volume com água destilada, em seguida homogeneíza-se a solução. Retira-se uma alíquota de 10 ml da solução preparada e transfere-se para um erlenmeyer e adiciona-se 10 ml de H2SO4 1:5. Titula-se a solução com permanganato até o aparecimento de uma coloração rosa permanente. Repete-se o procedimento.

3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1 – Cálculos da dureza da água.

Na titulação da solução de água da torneira com EDTA 0,01M foram gastos respectivamente 2,4 e 2,0 ml, sendo uma média de 2,2 ml de EDTA consumidos. A dureza da água é dada pela seguinte equação:

Temos que:

Da escala de dureza em graus alemães concluímos, pelo valor obtido, que a amostra de água analisada é caracterizada como muito branda.

3.2 – Cálculos do teor de peróxido de hidrogênio

Em solução ácida, o permanganato oxida o peróxido de hidrogênio de acordo com a seguinte equação:

As soluções de peróxido de hidrogênio não são estáveis e decompõem-se facilmente liberando oxigênio. Por esta razão os produtos comerciais costumam conter certos aditivos como, por exemplo, acetanilida, uréia e ácido úrico, adicionados para torná-las mais estáveis. Das referidas substâncias, somente a uréia não consome permanganato. O ácido sulfúrico é o mais apropriado agente para acidificar a solução, pois o íon sulfato não sofre ação do permanganato

Uma solução de peróxido de hidrogênio a 10 volumes significa que ela pode fornecer 10 vezes o seu volume em oxigênio a 0°C e 760 m Hg.

A água oxigenada utilizada nesta experiência é uma solução comercial de peróxido de hidrogênio, 10 volumes, de uso externo, fabricado em 03/06 e com validade até 03/08.

Nas titulações da solução de peróxido de hidrogênio foram gastos 14,4 ml e 14,8 ml, respectivamente, sendo o volume médio consumido igual a 14,6 ml. A concentração do permanganato de potássio utilizado é 0,02 M.

Logo, a concentração da solução diluída será:

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