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Determinação de cloretos pelo método de Mohr

1. Introdução O método de Mohr é aplicável à determinação de cloreto ou brometo. A solução neutra do haleto é titulada com solução padrão de nitrato de prata na presença de cromato de potássio como indicador. Os haletos são precipitados como sais de prata: o cloreto de prata é branco e o brometo de prata branco-amarelado. O ponto final é assinalado pela formação de cromato de prata, vermelho. O método baseia-se na precipitação fracionada, pois, precipita-se primeiro o cloreto de prata (AgCl) e, depois, o cromato de prata (Ag2CrO4). Na titulação de íons cloreto com nitrato de prata na presença de íons cromato, as condições da análise devem ser tais que o cloreto seja quantitativamente precipitado como cloreto de prata (branco) antes que a precipitação do cromato de prata (vermelho tijolo) se torne perceptível. Para isso, é necessário que o indicador acuse a mudança de coloração com apenas um leve excesso de prata. Estando as duas fases sólidas, cloreto de prata e cromato de prata, em equilíbrio com a solução, têm-se: [Ag+] [Cl-] = KAgCl = 1,8x10-10 [Ag+]2 [CrO42-] = KAg2CrO4 = 1,1x10-12 no ponto de equivalência, [Ag+] = [Cl-] =

KAgCl = 1,8x10 −10 =1,35x10-5 mol/L

Para o cromato de prata poder precipitar exatamente neste ponto, a concentração de íon cromato teria de ser a seguinte: [CrO 24 −] =

K Ag2 CrO4 1,1x10−12 = = 6,0x10−3 mol / L [ Ag + ]2 (1,35 x10 −5 )2

Portanto, teoricamente, a concentração de cromato de potássio na solução deveria ser igual a 0,006 mol L-1. Entretanto, na prática, faz-se uso do cromato em concentração mais baixa, aproximadamente 0,002 mol L-1 (no ponto final), pois a coloração amarela das soluções mais concentradas dificultam a observação do ponto final. Então, o cromato de prata começará a precipitar quando:

[ Ag + ] =

K Ag 2CrO4 [CrO 42− ]

=

1,1x10 −12 = 2,4 x10 −5 mol/L −3 2,0 x10

Esta concentração de íon prata é atingida além do ponto de equivalência. Quando a [Ag+] = 2,4x10-5, [Cl-] = 7,5x10-6. Portanto, haverá precipitação de uma quantidade adicional de cloreto de prata além do ponto de equivalência, que corresponde a um consumo de íon prata igual a (1,35x10-5) - (7,5x10-6) = 6,0x10-6 mol L-1. De fato, o ponto de equivalência deve ser sobrepassado ainda mais, para que se forme cromato de prata em quantidade suficiente para tornar a mudança de coloração perceptível. Experimentalmente, verificou-se que a quantidade mínima de cromato de prata, necessária para uma mudança de coloração bem definida corresponde ao consumo de aproximadamente, 2x10-5 mol L-1 de íon prata.

O erro da titulação será maior com o aumento da diluição da solução e será bem apreciável (cerca de 0,4%) em soluções diluídas, quando a concentração de cromato é da ordem de 0,003 a 0,005 mol L-1. Elimina-se este erro mediante um ensaio em branco com o indicador. Neste ensaio se mede o volume da solução padrão de nitrato de prata que é necessário para atribuir uma cor perceptível à água destilada com a mesma quantidade de indicador que a usada na titulação. Este volume é subtraído do volume consumido da solução padrão. Deve-se observar que a titulação deve ser feita em solução neutra, ou em solução levemente alcalina, isto é, no intervalo de pH 6,5 a 9, pois em solução ácida, ocorre a seguinte reação: 2-

-

2 CrO4 + 2H+

Cr2O72-+H2O

2HCrO4

O HCrO4- é um ácido fraco e por isso a concentração do íon cromato se reduz e é possível que o produto de solubilidade do cromato de prata não seja excedido. Em soluções muito alcalinas, é possível a precipitação do hidróxido de prata (K sol. = 2,3x10-8). Um procedimento simples de tornar neutra uma solução ácida é adicionar um excesso de carbonato de cálcio ou de hidrogenocarbonato de sódio. Uma solução alcalina pode ser acidificada com ácido acético e então se acrescenta um pequeno excesso de carbonato de cálcio. O produto de solubilidade do cromato de prata cresce com a elevação de temperatura; por isso a titulação deve ser feita na temperatura ambiente. Por outro lado, em pH muito alto a presença da alta concentração de íons OH- ocasiona a formação do hidróxido de prata. 2 Ag+ + 2OH-

2AgOH

2Ag2O + H2O

Como conseqüência, o método de Mohr é um bom processo para se determinar cloretos em soluções neutras ou não tamponadas, tal como em água potável, onde o teor máximo permitido é de 250mg de Cloreto/Litro de água. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos determinar o teor de cloreto em amostras de água obtidas nas dependências da UCG, pelo método de Mohr. 3. Materiais •

Béquer de 50 ou 100mL

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Erlenmeyer de 125 mL

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Pipeta volumétrica de 50 ou 100 mL

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Bureta de 50mL

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Pipeta graduada de 10 mL ou 25 mL

•

Cápsula de porcelana

•

Agitador e barra magnética

•

Banho-maria

4. Reagentes •

Solução padrão de AgNO3 0,02mol/L

5. Procedimento experimental

•

Solução de cromato de potássio 5%

5.1. Determinação do teor de cloreto na água Pipete 100mL de amostra para uma cápsula de porcelana de 300 mL. Aqueça em banho-maria até reduzir o volume para 20mL (meça o volume). Este procedimento deve ser feito no início da aula. Pipete 20 mL da amostra e transfira para um erlenmeyer de 125 mL. Adicione 0,5mL de indicador (cromato de potássio a 1%) ou 0,1 mL a 5%. Titule com a solução de nitrato de prata 0,02 mol/L padronizada até aparecimento de coloração avermelhada. Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualização da viragem do indicador. 6. Referências VOGEL, A. Análise Química Quantitativa. 5a. ed. Livros Técnicos e Científicos. Rio de Janeiro, 1992. BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E.; GODINHO, O. E. S. Química Analítica Quantitativa Elementar. Editora Edgard Blücher Ltda, Campinas, 1979.

Nomes: Aula:

Data:

Resultados da determinação de cloreto na amostra de água Grupo

Procedência da Amostra

Volume gasto (mL)

mg Cl-/L de água

1 2 3 4 5

Exercícios 1- Calcule o teor de cloreto em (mg/L) da amostra de água analisada e verifique se está adequada para o consumo (potabilidade), considerando um teor máximo de 250 mg de Cloreto por litro de água. Conclusão...