Química analítica quantitativa

Química analítica quantitativa

(Parte 6 de 9)

H3PO4 ⇔ H+ + H2PO4-Ka1 = 7,52 x 10-3
2-Ka2 = 6,23 x 10-8
3-Ka3 = 4,80 x10-13

as quais proporcionam, teoricamente, três pontos de equivalência para este sistema químico. O primeiro é verificado em pH = 4,67; o segundo em pH 9,45 e o terceiro em pH = 1,85.

A mudança de pH na região do primeiro ponto de equivalência não é muito pronunciada. Usando-se alaranjado de metila ou verde de bromocresol como indicador, é necessário que uma determinação paralela com fosfato diácido de potássio seja feita, de modo a ser possível uma comparação de cor para observação do ponto de viragem do indicador.

Em pH ao redor de 9,6 ocorre o segundo ponto de equivalência do sistema.

Nesta região de pH pode-se empregar fenolftaleína ou azul de timol como indicador. A transição de cor destes indicadores, no entanto, ocorre antes do ponto desejado se não for adicionado ao meio uma solução saturada de NaCl, a qual, aumentando a força iônica do meio diminui a extensão da hidrólise dos íons HPO4 2-. Se for empregado como indicador a timolftaieína não é necessário a adição de NaCl ao meio, porque ao contrário dos outros indicadores acima citados, sua transição começa a ocorrer em pH ≈ 9,6.

A terceira constante de dissociação do ácido fosfórico é tão pequena (Ka3 corresponde a um ácido tão fraco quanto a água) que o terceiro hidrogênio ionizável do sistema H3PO4 não tem interesse analítico.

Material e reagentes: - Béquer de 50 mL.

- Balão volumétrico de 250,0 mL.

- Pipeta volumétrica de 25,0 mL.

- Erlenmeyer de 250 mL.

- Solução padrão de NaOH 0,1 mol L-1.

- Solução de KH2PO4 (0,50 g do sal em 60 mL de água). - Solução saturada de NaCl (7 g do sal em 20 mL de água)

- Solução dos Indicadores: a) verde de bromocresol; b) timolftaleína; c) fenolftaleína e d) alaranjado de metila.

Procedimento:

Preparação da amostra: 01- Pesar cerca de 4,0 g (com precisão de 1 mg) do ácido fosfórico comercial e transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,0 mL, contendo uma certa quantidade de água. Completar o volume do balão com água e homogeneizar. Esta será a solução amostra.

Titulação no primeiro ponto de equivalência: 01- Transferir duas alíquotas de 25,0 mL da solução amostra para dois frascos erlenmeyers de 250 mL e adicionar o indicador verde de bromocresol em um deles e indicador alaranjado de metila no outro.

Observação: Para comparação e para ter-se uma melhor noção do ponto de viragem do indicador, transfira uma alíquota de 25,0 mL da solução de KH2PO4 para um erlenmeyer e adicione o mesmo número de gotas de indicador empregado na análise.

Use a cor obtida como paralelo (ou padrão de cor) para determinar o ponto final da titulação da amostra.

02- Titular a alíquota de solução amostra com solução padrão de NaOH 0,1 mol L-1.

Titulação no segundo ponto de equivalência: 01- Transferir duas alíquotas de 25,0 mL da solução amostra para dois frascos erlenmeyer de 250 mL. No primeiro adicionar 1,0 mL de solução saturada de NaCl e o indicador fenolftaleína. No segundo adicionar somente o indicador timolftaleína. 02-Titular as duas alíquotas de solução amostra com solução padrão de NaOH 0,1 M.

Aluno (a):
Aluno (a):
Aluno (a):
Aluno (a):
Aula do diade ....................... de 2007.

RELATÓRIO Determinação do teor de H3PO4 no ácido fosfórico comercial

Marca do ácido fosfórico comercial:
Massas do ácido fosfórico comercial:
Volume da solução estoque:
Volume das alíquotas tituladas:
Solução de NaOH =mol L-1 e Fc = ..................

A) Resultados:

Titulação no primeiro ponto de equivalência Volume gasto da solução de NaOH usando indicador verde de bromocresol:

V1 =mL
V2 =mL
V3=mL
Vmédio =mL
Ácido Fosfórico Comercial =% m/m em H3PO4.
V1 =mL
V2 =mL
V3=mL
Vmédio =mL
Ácido Fosfórico Comercial =% m/m em H3PO4.

Volume gasto da solução de NaOH usando o indicador alaranjado de metila:

Titulação no segundo ponto de equivalência Volume gasto da solução de NaOH usando indicador timolftaleína:

V1 =mL
V2 =mL
V3=mL
Vmédio =mL
V1 =mL
V2 =mL
V3=mL
Vmédio =mL
Ácido Fosfórico Comercial =% m/m em H3PO4.

Volume gasto da solução de NaOH usando indicador fenolftaleína: Atenção: apresente os cálculos

B) Questões: 01) Para o ácido fosfórico, porque falamos que o "3o H+ " não tem utilidade analítica?

02) A “solução paralela feita com fosfato diácido de potássio” é também conhecida como “padrão de referência de cor”, qual a sua função em uma metodologia de análise?

03) Porque que na titulação no segundo ponto de equivalência, dependendo do indicador empregado, há necessidade de adição de solução saturada de NaCl?

04) Admitindo que a titulação no segundo ponto de equivalência é a que apresenta menor erro de titularão, pergunta-se: titulação no primeiro ponto de equivalência pode ser recomendada? Explique sua resposta.

Prática no 07: Determinação da concentração de cálcio e magnésio em calcário

Objetivos: Analisar uma mistura de cátions utilizando a titulação por complexação.

Introdução:

O ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) é um reagente muito pouco seletivo, pelo fato de complexar numerosos cátions di, tri e tetravalentes. Quando uma solução que contenha dois cátions que formem complexos com EDTA é titulada sem adição de um indicador formador de complexos, se for permissível um erro de titulação de 0,1%, a razão das constantes de estabilidade dos complexos de EDTA com os dois metais M e N deve ser tal que KM /KN ≥ 106, caso N não deva interferir com a titulação de M. É claro que, estritamente, as constantes KM e KN consideradas na expressão acima deverão ser as constantes de estabilidade condicional dos complexos. Se forem usados indicadores formadores de complexos, para um erro de titulação semelhante deveremos ter KM /KN ≥ 108. Entretanto, pode se ajudar a melhorar a seletividade do método pelo controle adequado do pH da solução, pelo uso de agentes mascarantes e emprego de indicadores formadores de complexos.

As constantes de formação dos complexos de cálcio e magnésio com EDTA são muito próximas, dificultando a diferenciação entre eles numa titulação com EDTA, ainda que se ajuste apropriadamente o pH do meio. Estes íons serão sempre titulados simultaneamente usando-se o Ério-T como indicador. É interessante considerar que o indicador Ério-T não pode ser usado na titulação direta somente de cálcio com EDTA, isto porque ocorre a formação de um complexo muito fraco com o cálcio, que resulta numa mudança de cor pouco definida no ponto final da titulação. Posteriormente, com o desenvolvimento dos métodos complexométricos, novos indicadores surgiram, dentre eles o Cálcon, que permite a titulação do cálcio em pH alto, no qual o magnésio está quantitativamente precipitado na forma de hidróxido. Mediante a combinação dos dados obtidos na titulação de cálcio sozinho e dos dados obtidos na titulação total de cálcio e magnésio, é possível conseguir os valores individuais de cálcio e magnésio numa amostra de calcário.

Material e reagentes: - Béquer de 150 mL, forma alta

- Papel de filtro rápido

- Balão volumétrico de 100,0 mL

- Pipeta volumétrica de 5,0 mL

- Pipeta graduada de 10,0 mL

- Erlenmeyer de 125 mL - Bureta de 50,0 mL

- Calcário moído

- HCl concentrado

- Solução de HCl 1%

- cloridrato de hidroxilamina 10%

- Trietanolamina 1:1

- KCN sólido

- Solução de NaOH 20%

- Solução padrão de EDTA 0,01 mol L-1

- Indicador Ério-T

- Indicador Cálcon

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