4. pratica de volumetria complexação

4. pratica de volumetria complexação

UNILAB

Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira

Instituto de Ciências Exatas e da Natureza

Química Analítica Experimental II

Prof. Dr. Kelber Dos Anjos De Miranda

VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO: DETERMINAÇÃO DA DUREZA NA ÁGUA.

Dayana Nascimento Dari

Lizatória Joanico Fernandes

CAMPUS DAS AURORAS

28 de julho de 2016

  1. RESUMO

A composição química da água, e, portanto, sua dureza, depende em grande parte, do solo da qual procede; e a dureza da água é causada pelos sais de cálcio e magnésio lixiviados pela água em seu caminho através do solo. Neste experimento titulou-se uma amostra de água contra uma solução padrão de EDTA 0,01mol/L usando o Negro de Eriocromo T (NET) como indicador; e obteve-se, ao final, a dureza da água de valor 86,5 mg/L (86 ,5 ppm) de carbonato de cálcio, que segundo a portaria nº 1.464, de 29 de dezembro de 2000, é classificada na categoria branda, e portanto a água é potável.

  1. INTRODUÇÃO

    1. Volumetria de complexação

Átomos que possuem elétrons livres – O, S, F, Cl – funcionam como base de Lewis, as espécies que recebem os pares de elétrons são consideradas ácidos de Lewis. O complexo é um composto resultante de uma molécula contendo átomos doadores de elétrons com aceptoras de elétrons, cada composto possui um número de coordenação que mostra o número de ligantes que se associam ao íon metálico. Os ligantes ou agentes quelantes mais comuns são: NH3, CN-, F-, EDTA, EDA (etilenodiamina). O mais utilizado é o EDTAEtilenodiaminotetracético – que possui características especificas:

  • Reage com íons metálicos com estequiometria 1:1

  • Forma complexos metálicos estáveis com os íons metálicos a temperatura ambiente.

  • É um ácido fraco.

  • Ligante mais estável em análise volumétrica.

    1. Determinação de dureza na água

A composição química da água, e, portanto, sua dureza, depende em grande parte, do solo da qual procede. Assim, águas brandas são encontradas em solos basálticos, areníferos e graníticos, e são geralmente ácidas, já as águas duras são frequentemente provenientes de solos calcários, e são geralmente alcalinas.

A dureza da água é causada pelos sais de cálcio e magnésio lixiviados pela água em seu caminho através do solo. Na maioria das vezes, presença destes sais não tem significado sanitário, ou seja, a água é potável.

Existem dois tipos de dureza: temporária e permanente. A dureza temporária é devida a presença de bicarbonato de cálcio e magnésio que são precipitados pela a ação do calor ou agentes alcalinos. A dureza permanente ocorre pela presença de sulfatos, nitratos ou cloretos que são precipitados em presença de substâncias alcalinas.

A dureza é expressa em ppm ou mg/L de carbonato de cálcio (CaCO3) ou óxido de cálcio (CaO) presentes na água e existem cinco categorias de classificação expostas na tabela 3. Segundo a portaria nº 1.469, de 29 de dezembro de 2000, água potável pode apresentar até 500 mg/L de CaCO3.

Devido aos motivos expostos anteriormente, pode-se deduzir facilmente a necessidade do controle prévio da dureza da água, a fim de adotar as medidas de correções necessárias, conforme o uso a que se destina.

ppm de CaCO3

Tipo de água

0 – 70

Muito branda

70 - 140

Branda

140 - 210

Semi-branda

210 - 320

Levemente branda

320 - 530

Dura

>530

Muito dura

  1. OBJETIVO

O objetivo desse experimento é titular uma amostra de água contra uma solução padrão de EDTA 0,01mol/L usando o Negro de Eriocromo T (NET) como indicador; e obter, ao final, a dureza da água expressa em mg/L e ppm de carbonato de cálcio (CaCO3).

  1. PARTE EXPERIMENTAL

4.1.MATERIAIS E REAGENTES

- Bureta 50 mL

- Erlenmeyer

- Amostra de água

- Negro de Eriocromo T

- EDTA 0,01 mol/L

- Solução tampão NH3/NH4Cl de pH 10

4.2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Transferiu-se uma alíquota de 50 mL da amostra de água para um erlenmeyer e adicionou-se 3 mL de um tampão NH3/NH4Cl de pH 10. Em seguida adicionou-se ao erlenmeyer alguns cristais do indicador Negro de Eriocromo T.

Na etapa seguinte realizou-se a titulação da mostra de água com a solução padrão de EDTA 0,01 mol/L na bureta, esta foi lavada com três pequenas porções da solução titulante. Titulou-se até ocorrer mudança de cor, de vermelho para azul. A seguir, anotou-se o volume gasto na titulação.

Ao final, calculou-se a concentração molar de Ca2+ em mol/L e expressou-se a quantidade de CaCO3 em mg/L e ppm.

  1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

No erlenmeyer contendo a amostra de água, o tampão pH 10, e o indicador Negro de Eriocromo T (NET), titulou-se com solução padrão EDTA 0,01 mol/L até a observação da mudança de cor, de vermelho para azul. O volume gasto de titulante foi 4,0 mL.

As reações envolvidas levaram a formação de complexos, o complexo dos íons metálicos com o indicador e o complexo dos íons metálicos com o titulante:

Ca2+ + Indicador → Ca Indicador

Mg 2++ Indicador → Mg Indicador

Ca-Indicador + EDTA → Ca-EDTA + Indicador

Mg-Indicador + EDTA → Mg-EDTA + Indicador

Obteve-se a média de volume gasto de titulante através dos volumes de titulante gasto nos experimentos dos demais grupos presentes no laboratório:

Média volume (mL) EDTA = = 4,325 mL

Sabendo-se o volume 4,325 mL de EDTA e a concentração 0,01 mol/L de EDTA, e o volume de Ca 2+ 50 mL a partir da amostra de água, calculou-se a concentração de Ca2+ de acordo com o seguinte cálculo:

[EDTA] x VEDTA = [ Ca2+] x V água

[ Ca2+] =

[ Ca2+] = 8,65x10-4 mol/L

Obtido a concentração molar de Ca2+, igual a 8,65x10-4 mol/L, expressou-se esse valor em mg/L e ppm de CaCO3. Da seguinte forma:

Massa molar CaCO3 → 40+ 12+3x16 = 100 g/mol 100. 000 mg/mol

1 mol CaCO3 → 100.000 mg

8,65x10-4 mol CaCO3 → x

x = 8,65x10-4 x 105 = 8,65 x 101 = 86,5 mg/L

1 mg/L → 1 ppm

86,5mg/L → x

x = 86,5 ppm de CaCO3

Logo, a quantidade de CaCO3 foi igual a 86,5 mg/L, correspondente a 86, 5 ppm. O valor 86,5 mg/L segundo a portaria nº 1.464, de 29 de dezembro de 2000, é classificada na categoria branda, portanto a água é potável.

  1. CONCLUSÕES

Diante do experimento realizado pode-se concluir que a concentração molar do íon Ca2+ na água é igual a 8,65x10-4 mol/L e quantidade de CaCO3 igual a 86,5 mg/L, correspondente a 86,5 ppm. O valor 86,5 mg/L segundo a portaria nº 1.464, de 29 de dezembro de 2000, é classificada na categoria branda, portanto a água é potável.

  1. REFERÊNCIAS

BACCAN, N.; ANDRADE, J.C.; GODINHO, O.E.S; BARONE, J.S. Química analítica quantitativa elementar. 3 ed. São Paulo: Blucher – Instituto Mauá de tecnologia, 2001.

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