Química Analítica IV - ufjf.br · Maria Auxiliadora Costa Matos INTRODUÇÃO A VOLUMETRIA . ......
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 1
Química Analítica IV
1 semestre 2012
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
INTRODUÇÃO A
VOLUMETRIA
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 2
VOLUMETRIA
“É um método baseado na determinação do volume de uma solução de
concentração conhecida, necessário para reagir quantitativamente com um
soluto.”
“Análise química quantitativa na qual o volume de um reagente necessário para
reagir com um constituinte em análise é medido.”
Analito é o constituinte
em análise.
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TITULAÇÃO
Processo no qual uma solução padrão ou solução de referência é adicionada a uma
solução que contém um soluto, que se deseja analisar, até que se complete a reação.
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TITULAÇÃO
TITULANTE
TITULADO
Processo no qual uma solução padrão ou solução de referência é adicionada a uma
solução que contém um soluto, que se deseja analisar, até que se complete a reação.
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TITULAÇÃO
Processo no qual uma solução padrão ou solução de referência é adicionada a uma
solução que contém um soluto, que se deseja analisar, até que se complete a reação.
TITULANTE
TITULADO
Em uma TITULAÇÃO incrementos
da solução reagente chamada de
TITULANTE são adicionados ao
constituinte chamado TITULADO
até a completa.
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)
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1. A reação entre o constituinte e o reagente titulante deve ser uma
reação capaz de ser descrita por uma única reação bem definida.
Requisitos para uma reação química ser
usada como base de um método volumétrico
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1. A reação entre o constituinte e o reagente titulante deve ser uma
reação capaz de ser descrita por uma única reação bem definida.
2. A reação deve ser rápida.
Requisitos para uma reação química ser
usada como base de um método volumétrico
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1. A reação entre o constituinte e o reagente titulante deve ser uma
reação capaz de ser descrita por uma única reação bem definida.
2. A reação deve ser rápida.
3. O sistema deve oferecer um meio satisfatório para a sinalização do
ponto final.
Requisitos para uma reação química ser
usada como base de um método volumétrico
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1. A reação entre o constituinte e o reagente titulante deve ser uma
reação capaz de ser descrita por uma única reação bem definida.
2. A reação deve ser rápida.
3. O sistema deve oferecer um meio satisfatório para a sinalização do
ponto final.
4. A reação deve processar-se de forma completa no ponto de
equivalência.
Alta constante de equilíbrio
&
Rápida
Requisitos para uma reação química ser
usada como base de um método volumétrico
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Neutralização: H3O
+(aq) + OH
-(aq)
2H2O(l)
Formação de complexos: Y
4-(aq) + Ca
2+(aq) CaY
2-(aq)
(EDTA) Precipitação: Ag
+(aq) + Cl
- (aq)
AgCl(s)
Oxidação-redução: Fe
2+(aq) + Ce
4+(aq) Fe
3+(aq) + Ce
3+(aq)
Classificação das reações empregadas em titulações
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SOLUÇÃO PADRÃO
É uma solução de concentração exatamente conhecida, que é
indispensável para realizar análises volumétricas. É a solução que será
usada para comparação das concentrações.
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SOLUÇÃO PADRÃO
É uma solução de concentração exatamente conhecida, que é
indispensável para realizar análises volumétricas. É a solução que será
usada para comparação das concentrações.
PADRÃO PRIMÁRIO PADRÃO SECUNDÁRIO
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SOLUÇÃO PADRÃO
É uma solução de concentração exatamente conhecida, que é
indispensável para realizar análises volumétricas. É a solução que será
usada para comparação das concentrações.
PADRÃO PRIMÁRIO PADRÃO SECUNDÁRIO
É composto com alto
grau de pureza que
serve como referência
na titulação.
É um composto cuja pureza
pode ser estabelecida por
análise química e que serve
como referência na
titulação.
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PADRÃO PRIMÁRIO
É um reagente puro o suficiente para ser pesado e usado diretamente.
Apresenta um alto grau de pureza que serve como referência na titulação.
A precisão do método é criticamente dependente das propriedades desde
composto.
Quando o reagente titulante ou solução padrão é um padrão primário, ele pode
ser preparado diretamente, isto é, o reagente é pesado com a maior precisão
possível e dissolvido em água destilada ou deionizada, sendo a diluição
realizada a um volume definido em balão volumétrico.
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PADRÃO PRIMÁRIO
É um reagente puro o suficiente para ser pesado e usado diretamente.
Apresenta um alto grau de pureza que serve como referência na titulação.
A precisão do método é criticamente dependente das propriedades desde
composto.
Quando o reagente titulante ou solução padrão é um padrão primário, ele pode
ser preparado diretamente, isto é, o reagente é pesado com a maior precisão
possível e dissolvido em água destilada ou deionizada, sendo a diluição
realizada a um volume definido em balão volumétrico.
Requisitos para um padrão primário:
1 Alta pureza (99,9% ou superior)
2 Fácil obtenção, dessecação e conservação.
3 Estabilidade à atmosfera
4 Não deve ser higroscópico.
5 Deve ser bastante solúvel.
6 Baixo custo
7 Massa molar grande para minimizar o erro relativo a pesagem do padrão
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PADRÃO PRIMÁRIO
É um reagente puro o suficiente para ser pesado e usado diretamente.
Apresenta um alto grau de pureza que serve como referência na titulação.
A precisão do método é criticamente dependente das propriedades desde
composto.
Quando o reagente titulante ou solução padrão é um padrão primário, ele pode
ser preparado diretamente, isto é, o reagente é pesado com a maior precisão
possível e dissolvido em água destilada ou deionizada, sendo a diluição
realizada a um volume definido em balão volumétrico.
Requisitos para um padrão primário:
Oxalato de sódio (99,95 %)
Ácido benzóico (99,985)
Biftalato de potássio (99,99 %)
Dicromato de potásssio (99,98 %)
1. Alta pureza (99,9% ou superior)
2. Fácil obtenção, dessecação e conservação.
3. Estabilidade à atmosfera
4. Não deve ser higroscópico.
5. Deve ser bastante solúvel.
6. Baixo custo
7. Massa molar grande para minimizar o erro relativo a pesagem do padrão
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PADRÃO SECUNDÁRIO
São substâncias que tem sua concentração determinada por análise química e também
são utilizadas como referência em análises volumétricas.
Quando não há disponível um padrão primário.
Usa-se uma solução de um reagente (padrão secundário) com concentração aproximada
da desejada para titular uma massa conhecida de um padrão primário.
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PADRÃO SECUNDÁRIO
São substâncias que tem sua concentração determinada por análise química e também
são utilizadas como referência em análises volumétricas.
Quando não há disponível um padrão primário.
Usa-se uma solução de um reagente (padrão secundário) com concentração aproximada
da desejada para titular uma massa conhecida de um padrão primário.
PADRONIZAÇÃO é a titulação realizada para determinar a concentração do titulante
que será utilizado para uma análise.
Após a padronização a solução preparada com o padrão
secundário é denominada SOLUÇÂO PADRÃO.
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 19
PADRÃO SECUNDÁRIO
São substâncias que tem sua concentração determinada por análise química e também
são utilizadas como referência em análises volumétricas.
Quando não há disponível um padrão primário.
Usa-se uma solução de um reagente (padrão secundário) com concentração aproximada
da desejada para titular uma massa conhecida de um padrão primário.
PADRONIZAÇÃO é a titulação realizada para determinar a concentração do titulante
que será utilizado para uma análise.
Nitrato de prata
Hidróxido de sódio
EDTA
Permanganato de potássio
Após a padronização a solução preparada com o padrão
secundário é denominada SOLUÇÂO PADRÃO.
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Como saber que uma reação chegou ao final?
PONTO DE EQUIVALÊNCIA ou PONTO FINAL TEÓRICO
Corresponde ao ponto da titulação em que é adicionada a quantidade de reagente padrão
exatamente equivalente a quantidade de analito.
É calculado com base na estequiometria da reação envolvida na titulação e não pode ser
determinado experimentalmente.
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 21
Como saber que uma reação chegou ao final?
PONTO DE EQUIVALÊNCIA ou PONTO FINAL TEÓRICO
Corresponde ao ponto da titulação em que é adicionada a quantidade de reagente padrão
exatamente equivalente a quantidade de analito.
É calculado com base na estequiometria da reação envolvida na titulação e não pode ser
determinado experimentalmente.
PONTO FINAL
Ponto da titulação onde ocorre uma alteração física associada à condição de equivalência.
É indicado pela súbita mudança de alguma propriedade física da solução.
É determinado experimentalmente: VISÍVEL.
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 22
ERRO DA TITULAÇÃO
A diferença entre os volumes do ponto de equivalência (Veq) e do ponto
final (Vf) é o ERRO DA TITULAÇÃO (Et).
feqt VVE
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 23
ERRO DA TITULAÇÃO
A diferença entre os volumes do ponto de equivalência (Veq) e do ponto
final (Vfi) é o ERRO DA TITULAÇÃO (Et).
fieqtVVE
Branco é uma matriz com
quantidades imensuráveis
ou negligenciáveis do
componente de interesse.
O erro da titulação pode ser estimado através da titulação em BRANCO
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 24
DETERMINAÇÃO DO PONTO FINAL
Indicadores Visuais Geralmente, causam mudança de cor da solução próximo ao ponto de equivalência.
Métodos Instrumentais Respondem a certas propriedades da solução que muda de características durante a titulação. Ex: Medida de pH, condutividade, potencial, corrente, temperatura, absorbância, etc.
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 25
Tipos de Titulação
Direta
Indireta
Pelo resto ou retorno
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 26
Tipos de Titulação
Direta Normalmente a solução padrão é colocada na bureta e adicionada ao
titulado no erlenmeyer. Ex: HCl(aq) + NaOH(aq)
NaCl(aq)
+ 2H2O(l)
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 27
Tipos de Titulação
Direta Normalmente a solução padrão é colocada na bureta e adicionada ao
titulado no erlenmeyer. Ex: HCl(aq) + NaOH(aq)
NaCl(aq)
+ 2H2O(l)
Indireta O reagente a ser titulado é gerado na solução. Ex.: 2 Cu
2+(aq) + 4 I(aq)
- 2 CuI(s) + I2(aq)
I2(aq) + 2 Na2S2O3(aq) Na2S4O6(aq) + 2NaI(aq)
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Química Análítica IV - II sem/2012 – Profa Ma Auxiliadora - 28
Tipos de Titulação Direta Normalmente a solução padrão é colocada na bureta e adicionada ao
titulado no erlenmeyer. Ex: HCl(aq) + NaOH(aq)
NaCl(aq)
+ 2H2O(l)
Indireta O reagente a ser titulado é gerado na solução. Ex.: 2 Cu
2+(aq) + 4 I(aq)
- 2 CuI(s) + I2(aq)
I2(aq) + 2 Na2S2O3(aq) Na2S4O6(aq) + 2NaI(aq)
Pelo resto ou retorno Um excesso, conhecido, de uma solução padrão é adicionado a solução
do analito e a quantidade excedente (residual) é determinada por uma
titulação com uma segunda solução padrão. Ex.: AgNO3 (aq) + Br
- (aq ) NO3
-(aq) + AgBr (s)
AgNO3 (aq) + KSCN(aq) KNO3 (aq) + AgSCN (s)
(residual)
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Curvas de Titulação
É a representação gráfica do processo de titulação, que mostra a variação logarítmica de uma determinada propriedade, geralmente concentração, em função do volume do titulante adicionado.
Exemplo de uma curva de titulação – volumetria de neutralização