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FACULDADE SULAMÉRICA CURSO DE AGRONOMIA DEIVID RAMOM, ENZO JOSÉ ROCHA CHAVES, GIOVANA SABRINI RIBEIRO DO NASCIMENTO, JÚLIA VILARINS RESENDE, KAICK DE OLIVEIRA DIAS, MARCELO SANTOS SILVA PESQUISA: TITULOMETRIA, GRAVIMETRIA E ERROS ASSOCIADOS TRABALHO DE PESQUISA REFERENTE A DISCIPLINA DE QUIMICA GERAL E ANALÍTICA. PROFESSOR: ANDERSON LUÍS EDUARDO MAGALHÃES – BA 2024 1 INTRODUÇÃO Apesar da constante evolução científica e tecnológica, as reações por via úmida ainda desempenham uma função importantíssima para a química analítica moderna. Em alguns campos da química, as análises volumétricas imprescindíveis, devido, dentre outros fatores: sua simplicidade, praticidade (não necessita de recalibrar os instrumentos constantemente); precisão superior a maior parte dos métodos; excelente relação custo/benefício para pequenas amostras e possibilidade de automatização dos ensaios. No entanto, existem algumas desvantagens associadas á esse tipo de análise. A baixa sensibilidade e seletividade, quando comparados aos outros métodos instrumentais, são os que mais interferem. Outro fator negativo é a péssima relação custo/benefício quando empregada a um grande número de análises. Ainda assim, se apurar entre vantagens e desvantagens ainda sobressaem os pontos positivos. Análise gravimétrica, ou gravimetria, é um processo de análise química que utiliza a grandeza de massa para quantificar um analito, O termo: “gravimetria” é dado a este procedimento pelo fato de a gravidade dar à massa a possibilidade de ser pesada. 2 DESENVOLVIMENTO No geral, a análise volumétrica ou análise titrimétrica determina o volume de uma solução reagente, cuja concentração é conhecida com exatidão (solução padrão), que é necessário para reagir quantitativamente com um volume determinado da solução que contém a substância a ser analisada (analito). Na volumetria, a solução reagente cuja concentração é conhecida é chamada titulante, já a solução formada pelo analito é denominada titulado. O processo de adicionar a solução padrão à solução analito até que haja reação entre as duas é denominado de titulação. As soluções padrões ou soluções de referência são formadas por substâncias conhecidos como padrões primários e padrões secundários (Ferreira, 2011, p. 29). Um padrão primário é formado por uma substância tão pura (≥99,9% pureza) de forma que sua solução possa ser preparar por pesagem direta e diluição até o volume adequado (Ferreira, 2011, p. 30). Além da elevada pureza, um padrão primário deve ter estabilidade quando estiver seco por aquecimento ou por vácuo, não deve se decompor quando estocado em estado ouro, não deve reter umidade, e a massa molecular relativamente alta para que os erros sejam minimizados na pesagem além de alta poder de solubilidade. Dentro desse cenário, devem ser utilizados padrões secundários desde que apresentem pureza estabelecida cuidadosamente por análise química ou por comparação em titulação com um padrão primário. Para que uma reação de titulação possa ocorrer dentro de um alto grau de confiança, é necessário que ela possua elevadas constantes de velocidade e equilíbrio (Ferreira, 2011, p. 30). Ou seja, quando adicionar o titulante ele deve ser consumido rapidamente pelo analito, além de possuir uma estequiometria conhecida e reprodutível. O consumo completo é conhecido como: O completo consumo do analito ou ponto de equivalência da titulação ocorre quando a quantidade de titulante adicionado é quimicamente equivalente ao titulado, ou seja, quando a quantidade necessária para a reação estequiométrica entre o reagente padrão e o analito é exatamente alcançada (Ferreira, 2011, p. 30) O ponto de equivalência é um resultado teórico, ou seja, não pode ser determinado experimentalmente durante a titulação. O que realmente medimos é o ponto final da titulação, que é indicado pela mudança súbita em uma propriedade física da solução (Ferreira, 2011, p. 30). A diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência é representada pelo erro de titulação e depende dentre outras coisas do indicador escolhido em cada titulação (Ferreira, 2011, p. 30). De acordo com Líria de o Mundo Educação Os tipos de volumetria são divididos em: a) volumetria por precipitação, b) por neutralização e c) por oxirredução. a) Volumetria por precipitação: Neste tipo de análise volumétrica ocorre a precipitação dos reagentes envolvidos na reação, as soluções usadas são de sal de prata e sal de bário. Um exemplo: quando se usa como solução- padrão a prata (Ag+) e como solução problema reagentes que contenham os íons Cl- e Br-, o precipitado será um halogeneto de prata insolúvel (AgBr, AgCl). b) Volumetria por neutralização: A análise neste caso ocorre entre um ácido e uma base. Se for usada uma base como solução problema, a concentragem da solução é determinada pela adição de um ácido. Agora, se for um ácido a solução problema, a solução padrão precisa ser básica para chegar à concentração final. Exemplo: essa análise é usada para determinar a concentração de NaOH (hidróxido de sódio) que é uma base, através de uma solução padrão de H2SO4 (ácido sulfúrico) que é ácida. c) Volumetria por oxirredução: As reações de oxirredução são usadas para dosar soluções. A análise é realizada através de uma solução redutora e uma solução titulada, por exemplo, pode-se usar uma solução titulada de permanganato de potássio (KMnO4) para determinar a concentração de ácido clorídrico em determinada solução, neste caso o ácido clorídrico funciona como redutor na reação. Nessa análise os íons presentes estão em movimento e provocam a oxidação e redução simultaneamente. A análise gravimétrica é um método quantitativo de análise química, na qual os constituintes procurados são convertidos em uma substância de composição conhecida (elemento, íon ou radical) [...] a massa da substância separada por ser pesada. Posteriormente, a massa da substância original pode ser medida através de cálculos usando as massas atômicas de seus elementos. As seguintes vantagens estão associadas à análise gravimétrica, por exemplo, com o advento do uso de balanças analíticas modernas houve um favorecimento na obtenção de medidas acuradas e precisas (Ferreira, 2011, p. 21). Além disso, a facilidade de identificar possíveis erros, pois é fácil de aplicar testes de termino de precipitação ou presença de impurezas. Para obter a substância analisada é necessário transformar o analito em uma substância insolúvel. Um reagente é adicionado para formar um composto insolúvel com o constituinte desejado, separando a substância a ser analisada do restante da amostra. Sem seguida, o analito pode ser filtrado e lavado com bastante água para remover qualquer tipo de impureza presente, e por fim secado e pesado. Certas substâncias também podem ser separadas em virtude de sua fácil conversão em compostos gasosos (Ferreira, 2011, p. 22). Como por exemplo, a determinação de carbonatos em compostos minerais, que são tratados com ácidos e ocorre a evaporação de CO2, e posteriormente o gás é absorvido e seu peso determinado. Outra maneira é separar as substâncias por eletrodeposição, que em geral utilizada para separar metais pela deposição eletroquímica por corrente elétrica. Por exemplo, cobre presentes em certos tipos de ligas pode ser determinado usando o método eletroquímico livre de outros metais sobre mesmas condições de deposição (Ferreira, 2011, p 22). De acordo com Ferreira (2011), são três fatores que influenciam o sucesso de uma análise por precipitação1: o material da amostra tem que ser muito insolúvel, as partículas não podem atravessar o meio filtrante e o material resultante de ser de fácil manipulação e ter a sua composição química bem conhecida ou fácil te transformarem uma substância conhecida. Na análise gravimétrica são (...) as impurezas que acompanham o precipitado constituem a maior fonte de erros na análise gravimétrica e podem ser incorporadas ao precipitado por co-precipitação ou pela pós-precipitação (Matos, 2012). A co-precipitação é o processo pelo qual as substâncias solúveis se incorporam aos precipitados durante a dormação. Pode ser de duas maneiras: co-precipitação por adosorção superficial (as partículas adsorvem íons estranhos de cargas opostas) e por co-precipitação por oclusão (oclusão de íons na rede cristalina ou de água nas fendas do cristal formado). A pós-precipitação é a forma de contaminação na qual a impureza se deposita sobre as partículas do precipitado formado. De acordo com o laboratório de química analítica da UFRRJ, os erros mais comuns na titulação é a bolha na bureta (não preencher o intervalo antes depois da bureta com solução e gera um erro de até 1ml) e a rinsagem (não remover os contaminantes e água das vidrarias). REFERÊNCIAS FERREIRA, Rafael de Queiroz. Química analítica, 2 / Rafael de Queiroz Ferreira, Josimar Ribeiro. – Vitória. 2011. LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA DA UFRRJ. 2021. Erros mais comuns durante a titulação – rinsagem. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=OenbamXqnps. Acesso em: 07 de jun. 2024. LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA DA UFRRJ. 2021. Erros mais comuns durante a titulação – bolha na bureta. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=pTZgfJMo3Gg. Acesso em: 07 de jun. 2024. MATOS, Maria Auxiliadora Costa. QUIO94 - Introdução à Análise Química. 2015. Disponível em: https://www2.ufjf.br/nupis//files/2011/04/aula-9-An%c3%a1lise- Gravimetrica-QUI094-2015.1-.pdf. Acesso em: 07 de jun. 2024. MUNDO EDUCAÇÃO. Tipos de volumetria. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/tipos-volumetria.htm. Acesso em: 07 de jun. 2024.