UNIVERSIDADE FEDERAL DE SOCARLOS DEPARTAMENTO DE QUMICA I CCT CURSO DE QUMICA ANALTICA EXPERIMENTAL A Experimento 1 - GRAVIMETRIA: DETERMINAO DO NQUEL EM AO, COM DIMETILGLIOXIMA

INTRODUO

A gravimetria constitui um tipo de anlise, em que a espcie que se deseja determinar, separada dos outros componentes da amostra em forma de uma fase pura, que pode ser a espcie ou um composto de composio conhecida e definida o qual pesado direta ou indiretamente. Com essa precauo evita-se a ao interferente dos outros componentes, os quais podem produzir reaes secundrias que iro prejudicar, sensivelmente, o resultado final da anlise. A anlise gravimtrica depende da medida das massas ou das variaes das massas, com base para o clculo da quantidade de uma substncia ou on sob investigao. Tipos de anlise gravimtrica: O composto ou on separado do restante da substncia que est sendo analisada por diversos mtodos, por exemplo, (1) Desprendimento e de volatilizao; (2) Eletrodeposio; (3) Extrao e cromatografia e (4) Precipitao. 1- Desprendimento e de volatizao: Estes mtodos dependem essencialmente da remoo de constituintes volteis. No mtodo indireto, determina-se a massa do resduo que permanece aps a volatilizao de um ou mais componentes, calculando-se a partir da perda de massa a proporo do constituinte. 2- Mtodos de eletrogravimetria: Estes mtodos esto baseados na eletrodeposio de uma substncia sobre um eletrodo, causada pela passagem de corrente eltrica na soluo. A diferena de massa do eletrodo antes e aps a deposio est relacionada com a quantidade de substncia analisada. 3- Mtodos de extrao: (a) A extrao lquido-lquido uma tcnica em que uma soluo posta em contato com um segundo solvente (geralmente orgnico), essencialmente imiscvel com o primeiro, para efetuar a transferncia de um ou mais solutos para o segundo solvente. (b) A cromatografia um processo utilizado para a separao de misturas moleculares, com base na redistribuio dessas molculas, em duas ou mais fases. 4- Precipitao: No procedimento por precipitao o componente que se deseja determinar separado por precipitao na forma de um composto muito pouco solvel, podendo ser pesado na forma em que foi precipitado ou ento ser convertido atravs de aquecimento a temperaturas elevadas, a uma forma definida e estvel. Considerando o vasto campo de aplicao apresentado pelos mtodos de precipitao qumica, podemos afirmar que estes constituem um dos ramos mais importantes da anlise quantitativa gravimtrica. O mtodo gravimtrico de anlises, baseado apenas na massa, uma

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tcnica muito antiga, porm quando possvel obter precipitados muito puros, a anlise gravimtrica ultrapassa, em exatido e preciso, a volumetria. Para uma boa compreenso desta prtica, necessrio conhecer os princpios fundamentais da gravimetria, bem como o processo de formao de precipitados e suas formas de contaminao como coprecipitao e ps-precipitao. Tambm passos importantes como a coagulao e filtrao dos precipitados devem ser conhecidas, pois deles dependem o sucesso da anlise gravimtrica. A determinao de nquel com dimetilglioxima (DMG) muito simples, mas ao mesmo tempo precisa, pois o reagente orgnico dimetilglioxima forma com o nquel, em solues aquosas amoniacais, um precipitado vermelho de composio definida e facilmente filtrvel. Outros elementos eventualmente presentes, tais como, cdmio, cobalto, chumbo, ferro, lantnio, paldio e zinco, no so complexados pela dimetilglioxima em solues amoniacais, fazendo com que os efeitos de coprecipitao sejam pequenos. 2 Parte experimental 2.1 Material 2 cadinhos de Gooch 1 proveta de 50,0 ml 1 termmetro 1 frasco de Kitassato 1 bquer de 600,0 ml 2 vidros de relgio 3 frascos de Bquer de 200,0 ml 1 esptula 1 frasco lavador de gua deionizada 1 proveta de 10,0 ml 3 bastes de vidro 1 trompa de vcuo 1 balana

2.2 REAGENTES E SOLUES soluo concentrada de HCl soluo 8 mol/l de HNO3 soluo 3 mol/l de NH4OH cido tartrico 2.3 PROCEDIMENTO Preparar previamente os cadinhos de Gooch com polpa de papel e sec-los em estufa a 105115C, at massa constante. Anotar essa massa. Utilizando uma balana analtica pesar 3 amostras de ao inoxidvel, de aproximadamente 50 mg e coloc-los em bqueres de 200 ml. Adicionar 10 ml de HCl concentrado, e 5 ml de soluo de HNO 3 (8 mol/l), cobrir os bqueres com vidro de relgio e aquece-los levemente em capela, at que toda a amostra se dissolva. Isto poder ser observado pela ausncia de partculas pretas. Esta dissoluo poder ser demorada, dependendo da natureza da amostra. O cido ntrico adicionado a fim de oxidar os ons Fe(II) a Fe(III), porm, interferir, se presente durante a precipitao do nquel, pois poder oxidar a dimetilglioxima. Deve ento ser eliminado antes de se dar prosseguimento. Para isso, evaporar as amostras dissolvidas em capela, at que comece a se formar alguns cristais; adicionar 3 ml de cido clordrico concentrado e evaporar do mesmo modo que anteriormente, eliminando o excesso de cido ntrico. Deixar resfriar e dissolver em 100 ml de gua destilada em um bquer de 600 ml. Adicionar soluo 1 mol/l de HCl soluo 6 mol/l de NH4OH soluo alcolica de dimetilglioxima

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3 g de cido tartrico (o qual poder ser substitudo por cido ctrico ou citrato de amnio) e agitar para dissolver completamente. Adicionar lentamente, soluo de hidrxido de amnio 6 mol/l (aproximadamente 11 mL), agitando bem at que as solues estejam alcalinas (pH = 8), verificar o pH com papel indicador universal. Se as solues no estiverem lmpidas neste ponto, dever ser feita nova adio do cido tartrico. s solues lmpidas, adicionar soluo de HCl (6 mol/l) aproximadamente 2 mL de modo a torn-las levemente cidas (pH = 5), verificar o pH com papel indicador universal. Aquecer a soluo a 70oC e adicionar com agitao, 10 ml de soluo alcolica a 1% de dimetilglioxima. Adicionar gota a gota, soluo de hidrxido de amnia 3 mol/l at um volume mximo da ordem de 7 ml, com agitao constante e rpida, at que as solues estejam novamente alcalinas (pH entre 8 e 9). Durante esta adio, formar-se- um precipitado vermelho e volumoso de dimetilglioximato de nquel. Aquecer as disperses em chapa de aquecimento ou em banho de vapor durante pelo menos uma hora, porm no deixando entrar em ebulio. Testar se a precipitao foi completa adicionando uma pequena quantidade de dimetilglioxima e ento resfriar as solues at a temperatura ambiente. Filtrar os precipitados atravs dos cadinhos preparados. Durante a filtrao, no encher o cadinho completamente, pois desta forma poder ocorrer perda do precipitado. Testar os filtrados com dimetilglioxima, para verificar se a precipitao foi completa. Lavar o precipitado com gua fria at que as lavagens estejam livre do on cloreto. Como poder ser testado isto? Secar os precipitados em estufa a 105-115C durante no mnimo uma hora, resfriar, em dessecador e pesar. Repetir o processo de secagem at obter massa constante. 3 RESULTADOS Baseando-se na reao entre Ni++ e DMG, nas massas das amostras e precipitados, calcular a percentagem de nquel na amostra. 4 REFERNCIAS BIBLIOGRFIAS - SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson, So Paulo, 2004. - GUENTHER, W.B., Qumica Quantitativa, Editora Blucher, So Paulo, 1972. - AYRES, G.H., Analisis Qumico Quantitativo, el Castilho, Madrid, 1970. - KOLTHOFF, I.M. et al, Quantitative Chemical Analysis, Macmillan Co., New York, 4th ed. 1969. - MENDHAM, J.; DENNEY, R. C.; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.

Experimento 23

Determinao do Contedo de Nitrognio em Polmeros. 1- Tpicos que sero abordados neste experimento - Anlise volumtrica (titulao cido-base e titulao de retorno) - Padro primrio - Indicadores - Determinao em branco - Mtodo de Kjeldahl

2- lntroduo 2.1 - O Mtodo de Kjeldahl Desenvolvido em 1883, o procedimento de Kjeldahl [1] um dos mtodos mais precisos e com muitas aplicaes em laboratrios industriais, clnicos e de pesquisa. O mtodo de Kjeldahl utilizado para a dosagem de nitrognio em materiais orgnicos e inorgnicos. O procedimento usual eficiente para uma ampla variedade de compostos nitrogenados tais como, aminas, aminocidos, protenas, alcalides. Por outro lado, no produz bons resultados para nitratos, cianetos, compostos do tipo azo e derivados da hidrazina. Entretanto, introduzindo certas modificaes, o teor de nitrognio nestes compostos pode ser quantitativamente dosado com excelente preciso. A determinao de nitrognio no sangue e outros materiais biolgicos, em cereais, leite em p, fertilizantes e polmeros nitrogenados, utilizam o mtodo de Kjeldahl rotineiramente. Neste mtodo, a amostra contendo nitrognio combinado, primeiramente digerida em cido sulfrico em ebulio, que converte todo o nitrognio ao on amnio e oxida os demais elementos presentes: CH6N orgnico NH4+ + CO2(g) + H2O O processo de digesto normalmente lento e vrias modificaes foram introduzidas para aumentar sua velocidade. Sulfato de potssio adicionado para elevar a temperatura de ebulio. Catalisadores tais como, Hg, HgO, CuSO 4, Se ou misturas de Se FeSO4, ao serem adicionados na mistura reacional, favorecem a decomposio da matria orgnica. Uma parte do H2SO4 simultaneamente reduzida a SO2 que por sua vez, no meio altamente cido, facilita a reduo do material nitrogenado ao on amnio. Completada a digesto, a soluo contendo NH4+ e largo excesso de cido, resfriada e cuidadosamente neutralizada seguida de excesso de hidrxido de sdio para converter todo on amnio em amnia. Esta destilada por arraste de vapor e recolhida numa soluo de cido brico, H3BO3 4% (m/v). O on dihidrognio borato formado titulado diretamente com soluo padronizada de HCl. No ponto de equivalncia, a soluo conter H3BO3 e NH4+. No entanto, necessrio um indicador que tenha a faixa de transio de cor

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entre pH 5-6. Os indicadores Verde de Bromocresol ou a mistura Verde de BromocresolVermelho de Metila funcionam satisfatoriamente. Uma das principais vantagens que somente uma soluo padronizada (HCl) necessria, e a concentrao exata do cido brico no relevante, pois toda amnia destilada equivalente ao H2BO3- formado. Por outro lado, necessrio efetuar uma determinao "em branco", para descontar possveis contaminantes nitrogenados que possam estar presentes nos reagentes.

2- Objetivos Determinar nitrognio total em uma amostra de Nylon 6-6, material polimrico inerte muito utilizado numa srie de aplicaes tecnolgicas. 3- Parte Experimental 3.1- Materiais 1 funil pequeno 1 aparelho de Kjeldahl 1 frasco erlenmeyer de 125-150 mL 1 proveta de 100 mL 3.2- Reagentes e solues - Sulfato de sdio anidro, Na2SO4 - Soluo de HCl 0,0100 mol/L - Sulfato de cobre, CuSO4 5H2O - Soluo padro de Na2B4O7 0,0100 mol/L - cido sulfrico concentrado, H2SO4 - Soluo 0,1% de vermelho de metila - Soluo de sulfeto de sdio ou potssio - Soluo concentrada de NaOH 30,0%(m/v) - Soluo a 4% (m/v) de cido brico, H3BO3 - Amostras de polmero - Soluo indicadora: 0,1 % de verde de bromocresol + 0,1% vermelho de metila 3.3- Procedimento 3.3.1- Padronizaco da soluco de HCl ~ 0,0100 mol/L (Esta soluo estar pronta) A soluo de HCl a ser utilizada no experimento foi previamente preparada e titulada como a seguir: A soluo de HCI ~ 0,01 mol/l foi adicionada em uma bureta de 25,0 mL, previamente limpa e lavada com a prpria soluo de HCl a ser titulada. Em trs erlenmeyers de 125-150 mL, pipetou-se 50,0 mL de gua destilada e 5,00 mL da soluo padro de brax (Na2B4O7.10H2O) e adicionou-se 3-5 gotas de vermelho de metila. A soluo foi homogeneizada e titulada com a soluo de HCl at a mudana de colorao para rosa. O mesmo procedimento foi repetido para os outros dois erlenmeyers. Os volumes gastos de HCL em cada titulao devem concordar entre 1-3%. O valor mdio dos volumes de equivalncia foi determinado e a concentrao molar real da soluo de HCl foi calculada. B4O7-2 + 2H3O+ + 3H2O 4H3BO3 3.3.2- Digesto da amostra esptula 1 balo volumtrico de 100 mL 1 bureta de 10,0 ou 25,0 mL 1 pipeta volumtrica de 20,0 ou 25,0 mL

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Pesar 2,000 g de Na2SO4, 0,6000 g de CuSO4, 0,1000 g de Nylon 6-6 (amostra anote a massa real pesada) e transferir todos para um frasco de digesto de Kjeldahl previamente limpo, seco e identificado. Entregar o frasco de digesto para o tcnico do laboratrio. Etapas a serem realizadas pelo tcnico: Adicionar mistura, 1 gota de Hg metlico (adio suprimida) e 5,00 mL de H2SO4 concentrado. Encaixar os frascos no bloco de aquecimento para evitar respingos durante o processo de digesto, colocar um funil pequeno no gargalo de cada frasco. Aquecer brandamente at que a possvel formao de espuma cesse. Ento, aumentar a temperatura at completa oxidao, que deve levar cerca de 20 a 35 minutos at que a mistura reacional se torne clara. Concluda a digesto, retirar com cuidado os frascos do bloco de aquecimento e resfriar at a temperatura ambiente. Continuao do experimento pelos alunos: Aps a total digesto das amostras e resfriamento do tubo digestor, transferir, quantitativamente, a soluo do frasco digestor para um balo volumtrico de 100 mL. Completar o volume at a marca com gua destilada e homogeneizar. Pipetar 20,0 mL desta soluo e transferir para o frasco digestor. Em um erlenmeyer de 125-150 mL, adicionar 20,0 mL de soluo de cido brico. Entregar para o tcnico o tubo digestor e o frasco de erlenmeyer. 3.3.3- Destilao da amnia (etapa a ser realizada pelo tcnico) As instrues de montagem da aparelhagem para a destilao da amnia, sero fornecidas no decorrer do trabalho. Pipetar 20,0 mL da amostra e transferir para o tubo de digesto. Em seguida sero adicionados 5,00 mL de soluo alcalina de sulfeto de sdio (o sulfeto foi substitudo por EDTA). Cuidadosamente, adicionar mistura, 10,0 mL de soluo concentrada de NaOH. Essa quantidade suficiente para neutralizar todo o H2SO4 presente e ainda garantir um excesso de base. Em seguida conectar a entrada de vapor, fechar todas as ligaes com cuidado de modo a evitar qualquer vazamento. Ligar o sistema de gerao de vapor, e destilar por cerca de 30 minutos para garantir que toda amnia foi transferida e recolhida num erlenmeyer contendo 20,0 mL de soluo resfriada de cido brico j contendo 3-5 gotas do indicador misto. Lembre-se de colocar a sada do condensador imersa na soluo fria do cido brico. Desligar o gerador de vapor, e lavar a parte interna do condensador com alguns mililitros de gua destilada, obviamente recolhendo as guas de lavagem no frasco coletor. Retire e lave a ponta do condensador com um pouco de gua destilada para no perder soluo de cido brico, e evitar resultados errneos. 3.3.4- Titulaco de retorno (realizada pelos alunos)

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Aps a destilao da amnia e coleta da mesma no erlenmeyer contendo o cido brico, este ser devolvido pelo tcnico a cada grupo. Os alunos devem continuar o procedimento, atravs da realizao de uma titulao. Titular todo o contedo do erlenmeyer com a soluo padronizada de cido clordrico e observar o ponto de equivalncia. O ponto de equivalncia ser indicado pela mudana da colorao de verde para violeta. Proceder cuidadosamente, para evitar colocar excesso de titulante soluo. Quando perceber que o ponto final est prximo, adicionar o titulante gota-a-gota, sempre mantendo boa homogeneizao. 4- Resultados Calcular a porcentagem de nitrognio total na amostra. 5- Referncias Bibliogrficas 1. I. M. Kolthoff et aI., Quantitative ChemicaI AnaIysis, Macmillan, 2nd ed., New York,1969 2. A. I. Vogel, Textbook of Quantitative Inorganic AnaIysis, 4th ed., revised by, J. Basset, R. C. Denney, G. H. Jeffery and J. Mendham, Longman, London, 1978. (Existe edio em portugus pela editora Guanabara Dois) 3. D. A. Skoog & D. N. West, Fundamentais of Analytical Chemistry, Holt, Rinehart & Winston Inc., New York, 1963. (Existe edies em castelhano). 4. G. H. Ayres, Analisis Qumico Cuantitativo, Harbra, Madrid, 1970. 5. D. J. Pietrzyk & C. W. Frank, AnaIyticaI Chemistry, 2nd. ed., Academic Press, New York, 1979. 6. Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson, So Paulo, 2004 7. Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.

Experimento 3: Volumetria de complexao: Determinao de ons Clcio e Magnsio (dureza da gua) 1 Introduo Originalmente, a dureza da gua foi interpretada como a medida da capacidade da gua para precipitar sabes. Os sabes so precipitados principalmente pelos ons clcio e magnsio, comumente presentes na gua, mas tambm podem ser precipitados por outros ons metlicos polivalentes, tais como o ferro, alumnio, mangans, estrncio, zinco, entre outros. Devido presena significante dos dois primeiros (Ca2+ e Mg2+) nas guas naturais, a DUREZA determinada atravs

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dos sais solveis de clcio e magnsio, por exemplo, os bicarbonatos, os sulfatos e os cloretos. H dois tipos de dureza: a temporria e a permanente. A dureza temporria aquela devida s presenas dos bicarbonatos de clcio (Ca(HCO3)2) e de magnsio (Mg(HCO3)2). Quando a gua que contm esses sais fervida ocorre a precipitao de sais neutros (os carbonatos) e a dureza parcialmente removida, de acordo com o seguinte: Ca(HCO3)2 CaCO3 (s) + H2O + CO2 (g) Mg(HCO3)2 MgCO3 (S) + H2O + CO2 (g) A dureza permanente da gua ocasionada pela presena de outros sais de clcio e magnsio, usualmente os sulfatos. A dureza permanente no pode ser removida por fervura. A soma das durezas temporria e permanente conhecida como dureza total da gua e geralmente expressa em mg/L de CaCO3. Titulaes complexomtricas com EDTA. O cido etilenodiaminotetractico (EDTA) pertence a uma categoria de substncias, chamadas comumente de complexantes ou quelantes que, em condies adequadas de pH, formam complexos solveis, extremamente estveis, com a maioria dos ons metlicos, inclusive os alcalinos terrosos. Os complexantes encontram grande aplicao como reagentes titulomtricos. Complexos formados com ligantes polidentados (isto , ligantes capazes de ocupar vrias posies de coordenao), como o caso do EDTA (ver figura abaixo), so chamados quelatos.

HOOC

H2C N CH2 CH2 N

CH2

COOH

HOOC H2C CH2 COOH Na complexometria com EDTA comumente se faz uso de uma soluo padro de seu sal dissdico, Na2H2Y, que fornece em soluo aquosa o on H 2Y2-. As reaes com os ons metlicos podem ser representadas como: Mn+ + H2Y2- MY(4-n)- + 2H+ Os complexos formados so do tipo 1:1, independentemente da carga do on. Em qualquer dos casos, um mol de ons H2Y2- reage com um mol de Mn+. A soluo de um on metlico a ser titulado com H2Y2- deve ser tamponada, de tal maneira que o pH permanea constante a um nvel apropriado. Isso se faz necessrio devido liberao de ons H+ medida que se forma o complexo no curso da titulao. Na reao entre um on metlico e o H2Y2-, preciso considerar a competio do on hidrognio. Os ons metlicos que formam complexos metlicos menos estveis podem ser satisfatoriamente titulados em soluo alcalina, por outro lado, os ons metlicos cujos complexos so muito estveis, podem ser titulados mesmo em soluo cida. O pH mnimo admissvel para a titulao de um on metlico depende da constante de formao (ou de estabilidade) do seu complexo.Indicadores metalocrmicos. Os indicadores metalocrmicos so compostos orgnicos coloridos que reagem com ons metlicos formando quelatos com colorao diferente daquela do corante livre. O ponto final na titulao de um on metlico com H 2Y2- em presena de um indicador metalocrmico envolve uma reao do tipo: M -lnd + H2Y2- [MY]2- + lnd (cor A) (cor B) A titulao com H2Y2- acarreta a progressiva complexao dos ons metlicos livres e, por fim, o on metlico deslocado do complexo M-Ind e convertido em [MY]2- com a liberao do indicador Ind. O ponto final acusado pela mudana da colorao do complexo M-lnd para a do corante livre. O complexo M-Ind deve ser suficientemente estvel, pois do contrrio, em virtude de sua dissociao, no haveria uma mudana de colorao ntida. Porm, o complexo M-Ind deve ser menos estvel que o complexo [MY]2- para que a reao acima possa ocorrer convenientemente. Finalmente, o indicador deve ser muito sensvel com relao ao on metlico para que a mudana de colorao possa ocorrer to perto quanto possvel do ponto de equivalncia. A colorao assumida por um indicador metalocrmico em uma soluo depende do pH e da concentrao do on metlico presente.

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Como exemplos de indicadores metalocrmicos podemos citar o negro de Ericromo T e a murexida. O negro de Ericromo T usado nas titulaes de magnsio, clcio, estrncio, brio, cdmio, chumbo, mangans e zinco. A soluo comumente tamponada a pH 10 com hidrxido de amnio-cloreto de amnio. A colorao do corante, que vermelho-vinho em presena do on metlico, muda para azul no ponto final da titulao. A murexida forma complexos suficientemente estveis em soluo alcalina com os ons clcio, cobalto, nquel e cobre(II). A soluo de murexida vermelho-violeta abaixo de pH 9, violeta de pH 9 a 11 e azul acima de pH 11. O clcio murexida complexo de cor vermelha em pH 11-12. 2 Procedimento Experimental 2.1 Determinao de Ca2+ - Reagentes SOLUO DE Na2H2Y~0,0050 mol/L (esta soluo estar padronizada). SOLUO DE NaOH 1,0 mol/L INDICADOR: Mistura-se 99,0 g de NaCl PA, 1,00 g do indicador murexida e, com auxlio de almofariz e pistilo triturar bem at uma granulometria fina. Guardar em frasco limpo e seco (este indicador j estar pronto). 2.1.2 Procedimento Pipetar uma alquota de 50,0 mL de amostra para erlenmeyer de 125 mL, adicionar 1,00 mL de NaOH 1,0 mol/L (pH=12), uma ponta de esptula do indicador murexida e homogeneizar. Titular com a soluo padronizada de Na2H2Y at mudana de colorao de rseo em presena do on metlico para violeta (roxo) no ponto final da titulao (esta mudana bem sensvel). 2.2 Determinao de Ca2+ e Mg2+ - Reagentes SOLUO DE Na2H2Y padronizada anteriormente. SOLUO TAMPO de NH3/NH4CI (pH 10) INDICADOR ERIOCROMO T: Mistura-se 1,00 g de negro de Eriocromo T em 99,0 g de NaCl PA. Com o auxlio de almofariz e pestilo, macerar at granulometria adequada (este indicador j estar pronto). 2.2.2 Procedimento Pipetar uma alquota de 50,0 mL de amostra para erlenmeyer de 125 mL, adicionar 1,00 mL do tampo NH3/NH4CI e uma pitada do indicador ERIOCROMO T e homogeneizar. Titular com a soluo padronizada de Na2H2Y at mudana de colorao de vermelho-vinho em presena dos ons metlicos para azul no ponto final da titulao. Referncias1. GOLTERMAN, H.L.; CLYMO, R.S.; OHNST AD, M.A.M. -"Methods for Physical and Chemical Analysis of Fresh Waters. 2a ed., Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1978.213 pages. IBP Handbook No 8. 2. Christian, G .D., "Analytical Chemistry", John Wiley & Sons, 4th edition, New York, 1986. 3. Flaschka, H.A., "EDTA Titrations", Pergarmon Press, 2nd. Edition, Oxford, 1964. 4. Ohlweiler, O.A., "Qumica Analtica Quantitativa", Livros Tcnicos e Cientficos Ed., 2a ed., vol. 2, Rio de Janeiro, 1976. 5. Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson, So Paulo, 2004. 6. Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, RJ, 2002.

forma com

Experimento 04 - Espectrofotometria molecular na regio do visvel: determinao de mangans em uma liga metlica 1- Objetivos Determinao de Mn em uma amostra de prego por espectrofotometria molecular na regio do visvel.

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2- PARTE EXPERIMENTAL 2.1- Comentrio sobre o mtodo de determinao Geralmente o mangans est presente no ao em quantidades pequenas (< 1 ou 2%), mas com o mtodo espectrofotomtrico, podemos determin-lo com preciso. O periodato (como sal de sdio ou potssio) um forte agente oxidante e pode converter o Mn(II) e Mn(VII), para a determinao espectrofotomtrica, atravs da reao 2Mn2+ +5IO4 - + 3H2O 2MnO4- + 5IO3 - +6H+ ons coloridos como o cobre, cobalto e nquel podem causar interferncias na medida da absorbncia da soluo prpura de permanganato, mas so corrigidas pela medida da absorbncia de uma amostra em branco. O branco contm todos os reagentes e tem como funo subtrair a contribuio dos reagentes ou dos interferentes nas determinaes. 2.2- Material - 1 frasco de Bquer de 100,0 ml - espectrmetro - cubetas espectrofotomtricas 2.3- Reagentes e solues - soluo de cido ntrico 1:3 potssio 2.4- Parte experimental 2.4.1- Preparao da soluo padro de mangans (esta soluo j estar pronta) Pesar aproximadamente 0,0100g de mangans metlico (>99,9% de Mn) e dissolv-lo em 10,0 mL de soluo de cido ntrico 1:1. Aquecer a soluo para remover os xidos de nitrognio, transferir para um balo volumtrico de 100,0 mL e diluir at o menisco com gua destilada. 2.4.2- Preparao da amostra Pesar uma amostra de aproximadamente 0,5000 g de ao e transferir-las para frasco de Bquer de 100,0 ml. Adicionar 50,0 ml de soluo de cido ntrico 1:3 e aquecer para mineralizar. Manter em aquecimento durante alguns minutos para expelir os xidos de nitrognio. Adicionar, cuidadosamente, 1,0g de persulfato de amnio e aquecer brandamente por 10 a 15 minutos para oxidar compostos de carbono e destruir o excesso de persulfato. Resfriar a soluo e transferi-la para balo volumtrico de 100,0 ml, completar o volume com gua destilada e homogeneizar. Transferir 1 alquota de 25,0 ml da soluo contendo a amostra mineralizada para 1 frasco de Bquer numerado: Abancada. Adicionar 5,0 ml de soluo de cido fosfrico a 85%. Adicionar 0,25g de KIO4 alquota do bquer, aquecer at ebulio e mant-la brandamente por 10 minutos. Resfriar a soluo e transferi-la para um balo volumtrico de 100 ml e completar o volume com gua destilada homogeneizando. Medir a absorbncia dessa soluo em cubeta de 1,0 cm a 545nm. - soluo de cido fosfrico a 85% periodato de - 1pipeta volumtrica de 5,0 ml - 2 balo volumtrico de 100,0 ml - papel absorvente fino - chapa aquecedora - 1 esptula

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3- Resultados: 3.1- Determinar a percentagem do mangans na amostra por meio da interpolao da absorbncia da amostra em uma curva de calibrao fornecida pelo professor.4. Referncias bibliogrficas: - SKOOG, A.S.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J. " Analytical Chemistry-An Introduction"- 6 a ed., Saunders, Chicago, 1994 - CHRISTIAN, G. -"Analytical Chemistry", Willey, 5a ed., New York, 1994. - VOGEL, A.I., BASSEAT et al; Vogel: Anlise Inorgnica Quantitativa"; Guanabara Dois, Rio de Janeiro (1992). - EWING, G. W. "Mtodos Instrumentais de Anlise Qumica"; Ed. Blucher Ltda, So Paulo (1972), cap. 3. - PETERS, D.G.; HAYES, J.M. and HIEFTJE, G.M.; "Chemical Separations and Measurements; Saunders Co., Filadelfia, (1974), Cap.18. - Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson,

So Paulo, 2004. - Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.

Experimento 05 - Determinao de mangans em ao empregando espectrofotometria de absoro atmica com chama 1- Introduo:

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A espectrometria de absoro atmica se baseia na absoro de radiao monocromtica por tomos gasosos no estado fundamental. A absoro de radiao promove transies eletrnicas na camada de valncia do tomo e a intensidade do fenmeno proporcional concentrao da espcie absorvente. A magnitude de absoro, denominada absorbncia (A) pode ser expressa pela Lei de Lambert-Beer: A = - log 0/ Onde: 0 - intensidade de radiao incidente; t intensidade de radiao transmitida; a constante fsica intrnseca para cada espcie absorvente; b espessura de nuvem eletrnica; c concentrao da espcie absorvente; Do ponto de vista atmico, o aspecto essencial a existncia de uma relao linear entre a absorbncia e a concentrao da espcie absorvente. A espectrometria de absoro atmica com chama foi proposta independentemente por Walsh e Alkemade em 1955 e ainda se constitui em uma das tcnicas analticas mais empregadas para a determinao de metais em diferentes tipos de amostras. A seletividade desta tcnica analtica elevada, pois cada tomo representa um espectro de linhas de absoro caracterstico e, portanto, absorve em comprimentos de onda bem definidos. A sensibilidade tambm elevada e dependente dos processos envolvidos na gerao da nuvem de tomos. Um espectrofotmetro de absoro apresenta os seguintes componentes: - fonte de radiao; - nebulizador; - atomizador; - sistema tico; - detector; Como fonte de radiao geralmente utilizam-se lmpadas de catodo oco que apresentam um espectro de emisso monocromtico. Para cada analito emprega-se lmpada de catodo oco apropriada que apresenta emisso de radiao coincidente com as linhas de absoro da nuvem eletrnica. A lmpada de catodo oco contm no catodo o elemento a ser analisado na chama. Conseqentemente, a espectrofotometria de absoro atmica se caracteriza como uma tcnica analtica monoelementar, isto , cada elemento independentemente determinado em cada medida. O nebulizador tem como funo converter a soluo da amostra em um aerossol com tamanho de gotas adequado para introduo no atomizador. O nebulizador com aspirao pneumtica ainda o mais usual nos equipamentos comerciais. O atomizador tem como funo gerar a nuvem atmica gasosa no estado fundamental a partir dos ons presentes em soluo. Geralmente emprega-se como atomizador uma chama de ar-acetileno (T = 2250 C) formada em um queimador com caminho tico de 10 cm. O caminho tico a regio da chama percorrida pelo feixe de radiao oriundo da lmpada de catodo oco. Para alguns elementos emprega-se uma chama de xido nitrosoacetileno (T = 2955 C). Como sistema tico utiliza-se um monocromador constitudo por uma fenda de entrada, superfcies refletoras, rede de difrao e fenda de sada. Esse sistema evita que radiaest

= a.b.c

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indesejveis atinjam o detector. Finalmente, o detector uma clula fotomultiplicadora que converte e amplifica sinal luminoso em sinal eltrico que, por sua vez, transformado em sinal de absorbncia. Esse instrumento essencialmente empregado para a determinao de metais em solues. Os tomos no-excitados (ou no estado fundamental) absorvem luz emitida pela fonte de emisso cujo feixe atravessa a chama, fazendo com que a intensidade do feixe emitido diminua. O feixe de luz torna-se, ento, um feixe atenuado, de menor intensidade, que detectado e sua intensidade medida. A atenuao deste feixe, medida por um fotodetector sensvel, mostra a concentrao de um certo elemento na soluo vaporizada pela chama, e esta medida expressa em porcentagem de absoro ou absorbncia. Linhas de ressonncia representam os saltos de eltrons de um nvel no excitado para um certo nvel excitado. As linhas de ressonncia correspondem s energias necessrias para que eltrons saltem de um nvel permitido a outro. Um elemento pode exibir mais que uma linha de ressonncia, contudo, h uma linha de ressonncia mais sensvel que referida como a melhor linha de ressonncia do elemento. O esquema do processo de absoro atmica o seguinte:M+ XSoluo M+ XNvoa Evaporao MX Slido

Vaporizao Excitao trmica

Dissociao M(gs) + X(gs) Absoro de energia radiante hv M(gs)

M(gs)

MX Gs

hv Emisso de chama

Reemisso (fluorescncia) hv ou hv

2- PARTE EXPERIMENTAL: 2.1- Preparo da amostra. Pesar uma massa de aproximadamente 0,500 g da amostra de ao e transferir para um bquer. Trabalhando na capela, adicionar 50 mL de HNO3 1:2 e aquecer o bquer at dissoluo completa da amostra. Aps resfriamento da soluo obtida, transferi-la quantitativamente para um balo volumtrico de 1,00 L e completar o volume com gua destilada.

2.2- Preparo das Solues de Referncia. As solues que sero utilizadas para a obteno da curva analtica sero preparadas a partir de diluio de uma soluo estoque contendo 100 mg Mn +2 /L (i.e. 100 ppm Mn +2).

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Utilizando cinco bales volumtricos de 100 mL e pipetas volumtricas, transferir para cada balo alquotas de 1,00; 2,00; 3,00; 4,00 e 5,00 mL da soluo estoque. Completar o volume de cada balo com soluo de cido ntrico 2,5 %. As solues obtidas tero concentrao de 1,00 a 5,00 ppm respectivamente. A soluo de HNO3 2,5 % tambm ser usada como o branco das medidas. 2.3- Determinao de Mangans. As medidas sero realizadas com o auxlio do instrutor no espectrofotmetro de absoro atmica com chama e as condies de trabalho sero discutidas durante o experimento. A partir dos dados obtidos, preparar a curva analtica de absorbncia em funo da concentrao de mangans e utilizando essa curva determinar o teor de mangans na amostra de ao.

3. Referncias Bibliogrficas: - SKOOG, D. A. "Principles of Instrumental Analysis"- 3a ed., New York, Saunders, 1985. - CHRISTIAN, G. D. and OREILLY, J. E. -"Instrumental Analysis", Willey, 2a ed., New Jersey, Prentice Hall, Inc. 1986. - EWING, G. W. "Mtodos Instrumentais de Anlise Qumica"; Ed. Blucher Ltda, So Paulo (1972), cap. 3. - Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson,

So Paulo, 2004. - Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002. - Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Nieman, T. A., Principles of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing, Philadelphia, 1998. - Guide to atomic spectroscopy techniques and applications, Perkin Elmer, disponvel no site: http://las.perkinelmer.com/content/Manuals/d-5139a%20techniques%20and%20apps.pdf

Experimento 6 - Volumetria de xido-reduo: determinao iodomtrica de cloro em alvejantes

1- Tpicos que sero abordados neste experimento

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- Volumetria de oxi-reduo - Balanceamento de reaes de oxi-reduo 2. Introduo

A volumetria de xido-reduo ou redox um mtodo analtico que faz uso das reaes de oxi-reduo na titulao de analitos com propriedades oxidantes ou redutoras.Um exemplo de volumetria de xido-reduo de interesse tecnolgico a determinao de cloro-ativo em alvejantes. O constituinte ativo nas solues de alvejantes industriais e domsticos o on hipoclorito, OCl-. Os alvejantes slidos, normalmente na forma granulada, consistem essencialmente de uma mistura de hipoclorito de clcio, Ca(OCl) 2 e cloreto bsico de clcio, CaCl2.Ca(OH)2.H2O. Um pouco de CaO normalmente encontrado nessas formulaes. Por outro lado, as solues preparadas com hipoclorito de sdio, NaOCl, contm NaOH e NaCl como estabilizantes. O poder alvejante e oxidante em produtos alvejantes slidos ou na forma de solues expresso em termos da porcentagem e massa de cloro-ativo, o que significa a massa em gramas de cloro, Cl2, que pode ser liberado por 100 g da amostra sob ao de HCl diludo. O on hipoclorito reage com soluo diluda de cido clordrico produzindo cloro gasoso de acordo com a equao qumica: OCl-(aq) + 2H+(aq) + Cl-(aq) Cl2(aq) + H2O(l) Assim, uma vez determinado o teor do on hipoclorito pelo mtodo iodomtrico calculase a, pela relao estequiomtrica baseada na equao qumica acima, concentrao do componente ativo na amostra em termos da porcentagem em massa de cloro-ativo. Os alvejantes slidos comerciais de boa qualidade, contm cerca de 36-38% de cloroativo. J as solues de uso domstico como, por exemplo, as bem conhecidas guas sanitrias, possuem de 2,0 a 2,5% em massa de cloro-ativo. Esta forma de expressar a atividade alvejante em termos do teor percentual de cloroativo, j se tornou corriqueira e est normalizada como padro de qualidade de alvejantes a base de hipoclorito. O hipoclorito em meio cido oxida quantitativamente o on iodeto a iodo: OCl-(aq) + 2I-(aq) + 2H+(aq) I2 (aq) + Cl-(aq) + H2O(l) E este, por sua vez, dosado por titulao com soluo padronizada de tiossulfato de sdio, Na2S2O3: 2 S2O32-(aq) + I2 (aq) S4O62-(aq) + 2I-(aq) O amido um indicador bem conhecido e usado nas titulaes redox envolvendo o iodo. O amido forma um complexo azul-escuro com o I2 e o ponto final da titulao detectado quando a cor da soluo titulada muda de azul para incolor.

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2. Objetivos O objetivo deste experimento determinar o teor de cloro-ativo em alvejantes/oxidantes a base de hipoclorito. 3. Parte Experimental Com o uso de uma pipeta volumtrica, transferir uma alquota de 25,0 mL da amostra de gua sanitria para um bquer de 50 mL seco e previamente pesado. Determine a massa da amostra. Em seguida, transferir quantitativamente a amostra de gua sanitria para um balo volumtrico de 100 mL, completar o volume com gua destilada e homogeneizar a soluo. Em um erlenmeyer de 150 mL adicionar: 30,0 mL de gua destilada, 10,0 mL de KI 5,00% (m/v) e 10,0 mL (com pipeta volumtrica) da soluo da amostra. Em seguida, com uma pipeta graduada ou proveta, adicionar 5 mL de cido actico glacial, homogeneizar e iniciar a titulao com soluo padronizada de Na2S2O3 (anote a concentrao real) at a soluo se tornar levemente amarelada. Neste ponto, adicione 5 gotas da soluo de amido 1% (m/v). Continue a titulao gota-a-gota at o desaparecimento da colorao azul do complexo iodo-amido (a soluo fica incolor). Anote o volume de equivalncia. Efetue mais duas determinaes procedendo exatamente da mesma maneira, lembrando-se de adicionar a soluo de cido actico glacial somente no momento da titulao. 4. Resultados

Com base nos dados obtidos, determine: (a) a densidade da amostra em g/mL e (b) as porcentagens em massa, % (m/m), e em volume, % (m/v) de cloro-ativo na amostra de alvejante.5. Referncias Bibliogrficas- Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, So Paulos: Thomson, 2004. - Harris, C. D. Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, Traduo: Bonapace, J. A. P. e Barcia, O. E. 2005. - Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, Rio de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A., 2002. - Baccan, N.; Andrade, J. C.; Godinho, O. E. S.; Barone, J. S., Qumica Analtica Quantitativa Elementar, Editora Edgard Blcher LTCA, So Paulo, 2001

Experimento n 7 Potenciometria: Determinao de cido actico em vinagre 1- Introduo:

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Um exemplo de aplicao do mtodo potenciomtrico de anlise, pode ser a determinao de acidez de diferentes tipos de amostras, como por exemplo, solues de cido actico. O cido actico (HAc) um cido orgnico fraco de Ka = 1,8 x 10 -5, que em gua se dissocia parcialmente gerando os ons acetato (Ac-) e o prton H+ (forma simplificada de H3O+), segundo a reao:

O H3C C OH H3C C

O + OH+

Este cido utilizado amplamente na indstria qumica na forma de cido actico glacial (densidade 1,053 e 99,8% peso/peso; 3,5 a 8% peso/volume), como vinagre, ou na forma de solues diludas de diferentes concentraes. A legislao brasileira define o vinagre como o produto da fermentao actica do vinho e deve conter acidez voltil mnima de 40 g/L (4%), expressa em cido actico e mxima de 8%. Os vinagres mais comuns, comercializados no Brasil so provenientes de sucos de frutas, como uva e maa, ou obtidos a partir do lcool. Sua composio bastante complexa, contendo outros cidos, teres, steres, corantes naturais, sais minerais, etc., dependendo da matria prima de partida. Em uma titulao potenciomtrica, as variaes no potencial de uma clula galvnica so observadas em funo da quantidade do titulante adicionado. Esta tcnica oferece uma srie de vantagens com relao a outros mtodos de determinao do ponto de equivalncia. Por exemplo, em sistemas que se apresentam intensamente coloridos, o mtodo visual de determinao do ponto final impede a observao da transio de cor de um indicador. Alm disso, desnecessria a utilizao de um branco como referncia, caso da espectrofotometria UV-Vis (molecular). O equipamento necessrio para conduzir uma titulao potenciomtrica relativamente simples, como mostra o esquema da Figura 1. Em titulaes cido-base normalmente se utiliza um eletrodo combinado de vidro (caso da Figura 1), substituindo os eletrodos indicador e de referncia. O instrumento constitudo de um pHmetro, uma clula de titulao, uma bureta contendo o titulante padro e um eletrodo. Para manter uma agitao eficiente e contnua da soluo, utiliza-se um agitador magntico. Normalmente, o titulante pode ser adicionado rapidamente no incio da titulao, at 80-85% do volume requerido para atingir o ponto de equivalncia. A partir deste volume, at ultrapassar o ponto de equivalncia, o titulante deve ser adicionado em pequenos incrementos e, aps cada adio, aguarda-se o tempo suficiente para atingir o equilbrio, a fim de permitir que o potencial do eletrodo indicador se mantenha razoavelmente constante. Em seguida, volta-se a adicionar maiores volumes de titulante. Para a determinao dos pontos de equivalncia, uma titulao prvia deve ser conduzida, com o objetivo de se conhecer a partir de qual volume de titulante os incrementos devero ser menores e de mesma magnitude, at ultrapass-lo.

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Bureta

6,98pHmetro Eletrodo de vidro

Bquer contendo a amostra

Barra agitadora

Agitador magntico Figura 1: Esquema dos equipamentos bsicos para uma titulao potenciomtrica.2- PARTE EXPERIMENTAL: 2.1- Materiais: - 2 bqueres de 100,0 mL - 1 pipeta volumtrica de 3,0 mL - 1 agitador magntico e barra magntica - 1 bureta de 25,0 mL- 1 pHmetro - 1 eletrodo de vidro - papel absorvente 2.2- Reagente e Solues: - Soluo Padronizada de hidrxido de sdio (0,1000 mol/L) - Amostra de Vinagre comercial - gua destilada 3- Preparo e Padronizao da Soluo de NaOH: (essa soluo j estar preparada). Pesar 1,00 g de NaOH e transferir para um bquer de 100 mL. Dissolver o hidrxido com gua destilada e transferir a soluo para balo volumtrico de 250 mL. Completar o volume do balo volumtrico com gua destilada. Em seguida, pesar uma massa de ftalato cido de potssio necessria para padronizar a soluo de NaOH 0,10 mol/L. Transferir para o erlenmeyer de 125 mL, dissolver com 25 mL de gua destilada e adicionar 3 gotas de indicador fenolftalena. Titular com a soluo de NaOH at a viragem do indicador.

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3.2.- Titulao Potenciomtrica da acidez do vinagre. Montar o sistema apresentado na Figura 1. O eletrodo e o potencimetro so instrumentos delicados, que exigem manuseio cuidadoso tanto durante a montagem, quanto durante o experimento. Transferir com uma pipeta volumtrica 3,0 mL da soluo (amostra de vinagre) a ser titulada para um bquer de 100 mL. Diluir com 40,0 mL de gua destilada e acoplar ao sistema potenciomtrico para titulao. Efetuar a titulao adicionando a soluo de NaOH 0,1000 mol/L (Anote a concentrao real), previamente padronizada, em intervalos, como a seguir: De zero a 20,0 mL adicionar incrementos de 1,0 mL. De 20,0 a 22,0 mL adicionar incrementos de 0,5 mL. De 22,0 a 25,0 mL adicionar incrementos de 0,1 mL. De 25,0 mL a 30,0 mL adicionar incrementos de 0,5 mL. De 30,0 a 40,0 mL adicionar incrementos de 1,0 mL. Para cada incremento de volume adicionado, anotar o pH registrado no equipamento. 4- Resultados: a) Construir o grfico de pH observado, em funo do volume de titulante adicionado. Faa tambm grficos de primeira e segunda derivada. b) Determinar pelo mtodo de Gran, o ponto de equivalncia referente titulao. c) Calcular a concentrao e a porcentagem de cido actico na amostra. 5. Referncias Bibliogrficas:- SKOOG, D. A. "Principles of Instrumental Analysis"- 3a ed., New York, Saunders, 1985. - Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, Thomson,

So Paulo, 2004. - Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002. - Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Nieman, T. A., Principles of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing, Philadelphia, 1998. - Harris, C. D. Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, Traduo: Bonapace, J. A. P. e Barcia, O. E. 2005.

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Experimento 8 - Volumetria de Precipitao Determinao de cloreto em soro fisiolgico 1- Tpicos que sero abordados neste experimento - Volumetria de precipitao 2. Introduo Os mtodos de precipitao so baseados em reaes de formao de compostos pouco solveis. As reaes de precipitao devem satisfazer as condies gerais para que possam ser utilizadas como base do mtodo volumtrico: (1) A reao de precipitao deve processar-se praticamente de forma quantitativa no ponto de equivalncia, (2) completar-se em tempo relativamente curto e (3) oferecer condies para uma conveniente sinalizao do ponto final. Em relao ao grau com que se completa, a reao pode ser estudada com base no produto de solubilidade do composto formado. Na prtica, tais condies limitam muito o nmero de reaes de precipitao utilizveis. Muitas delas no podem servir em virtude da carncia de meios apropriados para a localizao do ponto final. Os mtodos titulomtricos de precipitao so numerosos e os mtodos argentimtricos so os mais comuns. Estes mtodos utilizam solues de nitrato de prata para a determinao de haletos e outros nions que formam sais de prata pouco solveis. Na determinao do ponto final da titulao podem ser utilizados indicadores relativamente especficos, isto , apropriados para uma dada reao de precipitao. Na anlise titulomtrica, em geral, a variao das concentraes dos ons reagentes em torno do ponto de equivalncia depende grandemente do grau em que se completa a reao. Os fatores que determinam essa questo so o produto de solubilidade do precipitado e as concentraes dos reagentes. O ponto final nas titulaes de precipitao pode ser determinado de duas formas: a) formao de um composto colorido (mtodo de Mohr): esse mtodo se aplica determinao de cloreto (ou brometo) utilizando cromato de potssio como indicador. O cloreto titulado com soluo padro de nitrato de prata. Um sal solvel de cromato adicionado como indicador. No ponto final da titulao, os ons cromato reagem com os ons prata para formar cromato de prata pouco solvel, de cor vermelha, de acordo com a reao: 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) Ag2CrO4(s) A concentrao do indicador importante e o Ag 2CrO4 deve justamente comear a precipitar no ponto de equivalncia, quando se tem uma soluo saturada de AgCl. A titulao de Mohr deve ser efetuada em pH ao redor de 8,0. Se a soluo for muito cida (pH < 6,0), parte do indicador estar presente como HCrO4- e mais Ag+ ser necessrio para formar o precipitado. Acima de pH 8,0 pode precipitar hidrxido de prata (pH 10,0). O pH pode ser convenientemente mantido pela adio de carbonato de clcio slido soluo. A titulao de Mohr utilizada para determinar cloreto em solues neutras ou no tamponadas, como por exemplo, a gua potvel. b) utilizao de indicadores de adsoro (Mtodo de Fajans): a ao desses indicadores se deve ao fato de, no ponto de equivalncia, o indicador ser adsorvido pelo precipitado, ocorrendo mudana de cor. As substncias empregadas podem ser corantes cidos ou bsicos como, por exemplo, a - Kps

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fluorescena, a eosina e a rodamina. 3- Objetivos O objetivo deste experimento determinar a concentrao de cloreto de sdio em uma amostra de soro fisiolgico comercial utilizando o mtodo de Mohr. 4- Parte experimental 4.1- Material - Bureta de 25,00 ou 50,00 mL; - Balo volumtrico de 100,0 mL; - Erlenmeyer de 200 mL; 4.2. Reagentes e Solues - Soluo de nitrato de prata (AgNO3, P. M. = 169,87) 0,1000 mol/L (esta soluo estar previamente padronizada e os alunos DEVERO ANOTAR A CONCENTRAO REAL); - Soluo do indicador de cromato de potssio (K2CrO4, P. M. = 194,2) 5% (m/v); - Soluo de soro fisiolgico 4.3- Procedimento Experimental Pipetar 25,00 mL do soro fisiolgico e transferir o volume para um balo volumtrico de 100,0 mL. Completar o volume com gua destilada, homogeneizar a soluo, pipetar 10,00 mL do soro diludo e transferir o volume para um erlenmeyer. Adicionar 1,00 mL do indicador de cromato de potssio e titular com a soluo de nitrato de prata, previamente padronizada. Anotar o volume gasto na titulao. Repetir o mesmo procedimento duas vezes. 5. Resultados Com base no volume gasto na titulao, calcule a porcentagem de cloreto no soro fisiolgico e compare o resultado obtido com aquele informado no rtulo do produto. 6. Referncias Bibliogrficas - Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa, Rio de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A., 2002. - Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica, So Paulos: Thomson, 2004. - Harris, C. D. Anlise Qumica Quantitativa, LTC Editora, Rio de Janeiro, Traduo: Bonapace, J. A. P. e Barcia, O. E. 2005. - Pipeta volumtrica de 25,00 mL; - Pipeta volumtrica de 10,00 mL;

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Experimento 9 - Espectroscopia no Infravermelho 1 Introduo

A espectroscopia no infravermelho tem se tornado uma das tcnicas mais importantes para a caracterizao de polmeros, no que diz respeito sua natureza fsica e qumica. Esta tcnica apresenta grandes vantagens, como por exemplo a possibilidade de obteno de um grande nmero de dados extrados com rapidez. Desde que estes dados sejam adequadamente interpretados e tratados, podero permitir anlises qualitativas e quantitativas a respeito do material analisado. Por outro lado, as dificuldades mais freqentemente encontradas na utilizao desta tcnica esto relacionadas a: i) A preparao da amostra; ii) A concentrao de cada componente investigado deve ser compatvel com a sensibilidade e o limite de deteco da tcnica; iii) A natureza da anlise pretendida; iv) A interpretao do resultado gerado; v) A necessidade do estabelecimento de curvas de calibrao, muitas vezes imprescindvel em anlises quantitativas. Do espectro de infravermelho possvel obter informaes qualitativas e quantitativas acerca dos seguintes detalhes estruturais da amostra: 1) Natureza qumica: unidade estrutural de polmeros, tipo e grau de ramificaes de amostras orgncicas, finais de grupo, aditivos de polmeros, impurezas, etc. 2) Ordem estrica: isomerismo cis-trans, estereoregularidade. 3) Ordem conformacional: ordenamento fsico de cadeias de polmeros. 4) Ordem de estado: cristalino, mesomrfica e fase amorfa; nmero de cadeias por cela unitria, foras intermoleculares, espessura lamelar. 5) Orientao: tipo e grau de alinhamento preferencial de cadeias de polmeros e grupos laterais em matrias anisotrpicos. Independente do objetivo de anlise por espectroscopia no infravermelho, esta deve ser complementada com uma outra tcnica. Existem inmeras tcnicas complementares indicadas

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espectroscopia no infravermelho, entre as quais podemos mencionar: ressonncia magntica nuclear (RMN ou NMR), do prton ou do hidrognio (RMN-1H) e do carbono 13 (RMN- 13C); anlises trmicas, cromatografia gasosa (CG), cromatografia lquida de permeao em gel (GPC) e microscopia tica. Algumas destas tcnicas de caracterizao podem ser acopladas aos modernos instrumentos de infravermelho, permitindo medidas de espectros de infravermelho simultneas a outros procedimentos qumicos ou analticos. A tcnica de infravermelho detecta a absoro de energia em funo do comprimento de onda da radiao incidente. Este processo ocorre no caso do infravermelho quando a vibrao molecular resulta em uma mudana no momento de dipolo como conseqncia de uma mudana na distribuio eletrnica da ligao entre os tomos da molcula. Pode-se estimular as transies entre nveis de energia atravs da interao com radiao eletromagntica de freqncia apropriada. Quando as molculas absorvem radiaes na regio do infravermelho, esta energia suficiente apenas para excitar seus estados rotacionais e vibracionais, e a relaxao desta energia se d na forma de calor que transferido para a vizinhana. O objetivo desta prtica caracterizar material polimrico, por meio da interpretao e da atribuio de suas principais bandas na regio do infravermelho.

2- Parte Experimental 2.1- Material - amostra de polmero - espectrofotmetro de infravermelho.

3- Referncias Bibliogrficas 1- Siesler, H. w.; Holland-Moritz, K. Infrared and Raman Spectroscopy of Polymers. Marcel Dekker, Inc. New York, 1980. 2- Campbell, D.; White, J. R. Polymer Characterization- Physical Techniques. Chapman and Hall, 1989. 3- Agnelli, J. A. M.; Canevarolo, S. V.; Rosalini, A. C. Espectroscopia no Infravermelho.

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Experimento 10 - Microscopia Eletrnica de Varredura MEV 1 Introduo A Microscopia Eletrnica de Varredura (MEV) uma tcnica utilizada para anlises de amostras no transparentes a eltrons (condutoras de eltrons). A MEV comumente utilizada para a anlise de materiais tecnolgicos, tais como, polmeros, metais, cermicas, entre outros. Por meio da MEV pode-se analisar a morfologia do material de interesse com resoluo maior que a de um microscpio tico comum. O princpio da tcnica se fundamenta na incidncia de um feixe de eltrons de alta energia em um determinado ponto da amostra, o que causa emisso de eltrons com grande espalhamento de energia. Estes eltrons so coletados e amplificados para fornecer um sinal eltrico. Informaes topogrficas so obtidas utilizando-se eltrons de baixa energia (da ordem de 50 eV), e informaes sobre nmero atmico ou orientao cristalogrfica so obtidas utilizando-se eltrons de alta energia. A interao de um feixe de eltrons de alta energia com a superfcie da amostra resulta na emisso de eltrons e raios-X com uma faixa de distribuio de energia e, em alguns casos, com emisso de radiao catodoluminescente que possui menor energia de raios-X. Os eltrons gerados pela interao do feixe primrio com a amostra podem ser divididos em trs tipos: retroespalhados, secundrios e Auger. Eltrons retroespalhados podem ser emitidos devido a espalhamento elstico, a espalhamento de plasmons (oscilaes coletivas e quantizadas dos eltrons da banda de conduo) ou transies interbandas e espalhamento inelstico. Eltrons espalhados elasticamente saem basicamente com a mesma energia que o raio incidente, enquanto que os espalhados inelasticamente geralmente sofrem vrias interaes de espalhamento e saem da amostra com um espectro de energia menor que a energia do feixe. As oscilaes de plamons e as transies de eltrons da amostra entre diferentes bandas de energia requerem uma quantidade de energia especfica para provocar espalhamento de eltrons, a qual difere de elemento para elemento e algumas vezes difere tambm se os elementos esto presentes como elementos puros ou ligados a outros elementos. Quando um eltron de uma camada interior de um tomo arrancado por um eltron de alta energia (do feixe primrio), o tomo pode retornar ao seu estado de energia original com movimentao de um eltron de uma camada mais externa para a camada interior vacante. Neste processo, existe liberao de energia, que acompanhada ou pela emisso de um fton ou pela emisso de outro eltron da camada mais externa. A emisso de fton resulta no espectro caracterstico de raios-X e a emisso de eltrons conhecida como efeito Auger. Tambm neste caso, as energias tanto do fton como do eltron emitidos so caractersticas dos elementos que os gerou, possibilitando a obteno de informaes das

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caractersticas qumicas do material. Eltrons secundrios so os mais importantes para a formao da imagem de MEV. So eltrons de baixa energia e so formados pela excitao de eltrons fracamente ligados ao ncleo, devido interao com eltrons primrios ou eltrons espalhados de qualquer tipo, de alta energia, passando prximo superfcie. A imagem observada em um MEV resulta da variao de contraste que ocorre quando o feixe se move de ponto a ponto sobre a superfcie da amostra. Variaes de sinal detectado de diferentes pontos podem ocorrer devido variao do nmero de eltrons emitidos da superfcie, ou devido variao do nmero de eltrons que atingem o detector. Entre os tipos de contraste que podem ser observados devido emisso de eltrons secundrios ou retroespalhados podem ser mencionados o contraste topogrfico e o de nmero atmico. O contraste topogrfico pode ser obtido de superfcies contendo relevo, utilizando-se tanto eltrons retroespalhados como eltrons secundrios, uma vez que a gerao desses tipos de eltrons fortemente dependente do ngulo de coleta dos eltrons emitidos. Variaes localizadas do ngulo de inclinao da superfcie podem impedir alguns eltrons de atingir o coletor, sendo esse efeito mais acentuado para eltrons retroespalhados cujas trajetrias so pouco afetadas por um potencial de 200 V no detector. Contraste de nmero atmico ocorre porque a quantidade de emisso correspondente a eltrons de alta energia (acima de 100 eV) aumenta linear e rapidamente com o nmero atmico at Z = 45 e depois mais lentamente para os elementos mais pesados. Deste modo, possvel utilizar imagens de eltrons retroespalhados para detectar diferenas de composio caso estas diferenas resultem em diferentes nmeros atmicos. Contraste de nmeros atmicos permite, sob condies ideais, distinguir elementos de nmeros atmicos adjacentes at Z = 20. O objetivo desta prtica analisar a morfologia de uma amostra com o emprego de um microscpio eletrnico de varredura. 2- Parte Experimental - Amostra (ser fornecida pelo DEMA); - Microscpio eletrnico de Varredura (Localizado no DEMA). 3- Referncias Bibliogrficas - Goldstein, J. I.; Newbury, D. E.; Echlin, P.; Joy, D. C.; Romig Jr., A. D.; Lyman, C. E.; Fiori, C.; Lifshin, E. Scanning Electron Microscopy and X-Ray microanalysis, 2 nd edition, Plenum Press, New York, 1992. - Kestenbach, H. J.; Botta Filho, W. J. Microscopia Eletrnica de Transmisso e Varredura ABM, So Paulo, 1989. - Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Nieman, T. A., Principles of Instrumental Analysis, Philadelphia, Saunders College Publishing.

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