Prática 4 - Padronização de uma solução de tiossulfato de sódio PDF

Preview

Summary

QFL1101 Química Geral I - 2015 Prática 4 - Reações redox Objetivos: - Introduzir o conceito de estequiometria em soluções; - Utilizar uma reação redox para análise quantitativa de cloro em água sanitária. Parte I: Padronização da solução de tiossulfato de sódio Prepare 250 mL de uma solução aquosa d...

Description

QFL1101 Química Geral I - 2015 Prática 4 - Reações redox Objetivos: - Introduzir o conceito de estequiometria em soluções; - Utilizar uma reação redox para análise quantitativa de cloro em água sanitária.

Parte I: Padronização da solução de tiossulfato de sódio Prepare 250 mL de uma solução aquosa de tiossulfato de sódio (Na2S2O3, MM = 158 g mol-1). Atenção: O tiossulfato pode conter impurezas insolúveis e, neste caso, a solução deve ser filtrada. Padronização: Pese em torno de 0,07 g de dicromato de potássio (K2Cr2O7, MM = 294 g mol-1), que será utilizado como o padrão primário e dissolva em aproximadamente 25 mL de água. (Na capela) Adicione 4 mL de HCl concentrado. Adicione 1 g de iodeto de potássio (KI, MM = 166 g mol-1) e titule com tiossulfato de sódio, agitando sempre, até que a cor castanha se torne esverdeada. Adicione 1,5 mL (30 gotas) de solução de amido (indicador). Continue a titulação até a cor da solução se tornar verde.

Parte II: Determinação de cloro em amostra de água sanitária Colete uma alíquota de 10 mL de amostra de água sanitária e pese-a. Dilua a alíquota para 100 mL com água destilada. Colete uma alíquota de 25 mL da amostra preparada. Adicione 15 mL de solução de ácido acético 6 mol L-1. Adicione 3 g de KI.

Titule o iodo liberado em solução com a solução padronizada de tiossulfato até a solução se tornar amarelada. Adicione 3 mL (60 gotas) de solução de amido (indicador) e continue titulando até a mudança da cor azul para incolor.

Resolução da prática As reações envolvidas no processo foram balanceadas e são as seguintes: Semi-reação de redução: Cr2 O7 2− + 14 H+ + 6 e− → 2 Cr 3+ + 7 H2 O Semi-reação de oxidação: 6 I− → 3 I2 + 6 e− 𝑪𝒓𝟐 𝑶𝟕 𝟐− + 𝟔 𝑰− + 𝟏𝟒 𝑯+ → 𝟐 𝑪𝒓𝟑+ + 𝟑 𝑰𝟐 + 𝟕 𝑯𝟐 𝑶

Semi-reação de redução: I2 + 2 e− → 2 I− Semi-reação de oxidação: 2 S2 O3 2− → S4 O6 2− + 2 e− 𝑰𝟐 + 𝟐 𝑺𝟐 𝑶𝟑 𝟐− → 𝟐 𝑰− + 𝑺𝟒 𝑶𝟔 𝟐−

Equação global: 𝑪𝒓𝟐 𝑶𝟕 𝟐− + 𝟔 𝑺𝟐 𝑶𝟑 𝟐− + 𝟏𝟒 𝑯+ → 𝟐 𝑪𝒓𝟑+ + 𝟑 𝑺𝟒 𝑶𝟔 𝟐− + 𝟕 𝑯𝟐 𝑶

Massa pesada de K2Cr2O7 = 0,070 g 0,0700 g = 2,38 × 10−4 mols 294 g mol−1 Pela estequiometria entre dicromato e tiossulfato, serão necessários 1,43 × 10−3 mols de S2 O3 2−. Esta é a quantidade que deve consumida em aproximadamente 25 mL da bureta que está sendo titulada, para que o resultado obtido seja confiável. Dessa forma, para o preparo de

250 mL de solução de tiossulfato de sódio, devemos pesar 2,259 𝑔 de Na2 S2 O3 : 1,43 × 10−2 mol de Na2 S2 O3 × 158 𝑔 𝑚𝑜𝑙 −1 = 2,259 𝑔 de Na2 S2 O3 Não é necessário pesar precisamente essa massa, pois a solução será padronizada. Qualquer massa entre 2,0 g e 2,5 g é um bom valor. O princípio por trás do ponto de viragem é que o iodeto adicionado está em excesso. Todo o I2 formado pela reação do dicromato com iodeto é consumido pelo tiossulfato para voltar a formar iodeto. No ponto estequiométrico, todo o dicromato é consumido, havendo um ligeiro excesso de iodeto que formará a espécie I3-. Este íon, em contato com amido, forma um complexo azul de cor bastante intensa, indicando o ponto final da titulação.

Cálculos da concentração da solução A titulação foi feita em triplicata para verificar a precisão e para se obter resultados confiáveis. Volume da primeira titulação: 23,90 mL Na2 S2 O3 =

1,43 ×10 −3 mol de Na 2 S 2 O 3 23 ,90×10 −3 L

= 5,98 × 10−2 mol L−1

Volume da segunda titulação: 24,00 mL Na2 S2 O3 =

1,43 ×10 −3 mol de Na 2 S 2 O 3 24,00 ×10 −3 L

= 5,96 × 10−2 mol L−1

Volume da terceira titulação: 23,90 mL Na2 S2 O3 =

1,43 ×10 −3 mol de Na 2 S 2 O 3 23 ,90×10 −3 L

= 5,98 × 10−2 mol L−1

Dessa forma, fazendo-se uma média entre os três resultados, obtém-se a concentração da solução de tiossulfato de sódio padronizada com dicromato de potássio: Na2 S2 O3 =

5,98 ×10 −2 + 5,96×10 −2 + 5,98×10 −2 3

𝐍𝐚𝟐 𝐒𝟐 𝐎𝟑 = 𝟓, 𝟗𝟕 × 𝟏𝟎−𝟐 𝐦𝐨𝐥 𝐋−𝟏...