Analítica Quantitativa - Oxidemétrica do Ferro

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GLEYTON LEONEL SILVA SOUSA

Preparação e Padronização de uma solução de KMnO4 e Determinação Oxidemétrica do Ferro

Campina Grande – PB

Dezembro – 2013

GLEYTON LEONEL SILVA SOUSA

Preparação e Padronização de uma solução de KMnO4 e Determinação Oxidemétrica do Ferro

Trabalho requerido à disciplina       Química analítica experimental II, ministrada pela professora Mª Roberta , para obtenção parcial de nota no curso de graduação em Química Industrial, da Universidade Estadual da Paraíba – UEPB.

Campina Grande – PB

Dezembro – 2013

1.Introdução

        As titulações de oxirredução são aplicadas a uma grande variedade de substâncias orgânicas e inorgânicas e a sua popularidade ultrapassa a das titulações ácido-base. Provavelmente, a diferença mais significativa entre elas é a disponibilidade de muitos titulantes e padrões para a volumetria de oxirredução, cada um com propriedades que os tornam especialmente adequados para uma aplicação.

        As reações de oxidação-redução devem preencher os requisitos gerais para que uma reação possa ser usada em um método titulométrico. Muitas reações de oxirredução se processam em uma série de etapas, então, a equação estequiométrica é a soma das reações parciais. Algumas espécies intermediárias são muito reativas e podem provocar reações paralelas ou induzidas indesejáveis.         Muitas reações são lentas e, como a rapidez da reação é indispensável para o sucesso de uma titulação, é freqüente a necessidade de aumentar a velocidade das reações mediante titulação a quente ou em presença de catalisadores.

        A maioria dos indicadores usados nas titulações de oxirredução é sensível a mudanças no potencial da solução de titulação e não à concentração de um reagente ou produto. Além do mais, o potencial é uma função logarítmica da concentração de reagentes e produtos da titulação. Por essa razão, as curvas das titulações de oxirredução são traçadas colocando o potencial do sistema versus o volume do titulante adicionado, em cada ponto da titulação.

        A posição, o desenvolvimento e a forma das curvas de titulação de oxirredução estão relacionados com as características das reações envolvidas. As reações desse tipo de titulação podem ser classificadas em duas categorias principais, cada uma das quais com certas características particulares.

        A primeira categoria é a das titulações baseadas em reações onde não há participação direta de íons H+ ou OH-. Por exemplo:

Fe2+ + Ce4+ → Fe3+ + Ce3+  (a)

Sn2+ + 2 Fe3+ → Sn4+ + 2 Fe2+  (b)

  2 S2O32- + I2 → S4O62- + 2 I-  (c)

        A segunda categoria é a das titulações baseadas em reações onde há participação direta do íon H+ ou OH-. Por exemplo.

Fe2+ + VO43- + 6 H+ → Fe3+ + VO2+ + 3 H2O (d)

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O (e)

6 Fe2+ + Cr2O72- + 14 H+ → 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O (f)

As características particulares são:

        a)As reações do tipo (a) e (d) apresentam, em primeiro lugar, uma relação equimolecular entre reagente e produto tanto para a semi-reação de oxidação como para a de redução e, em segundo lugar, uma relação equimolecular entre as espécies oxidantes e redutoras;

        b)As reações do tipo (b) e (e) apresentam uma relação equimolecular para ambas as semi-reações, porém a relação entre as espécies oxidantes e redutoras não é equimolecular;

        c)As reações do tipo (c) e (f) se caracterizam por uma relação não equimolecular entre reagente e produto de uma ou de ambas as semi-reações e por uma relação também não equimolecular entre as espécies oxidantes e redutoras.

Indicadores de Oxidação-Redução

        Há dois tipos de indicadores visuais usados nas titulações de oxirredução: os indicadores não específicos, os verdadeiros indicadores de oxirredução, que respondem somente ao potencial da solução; e os indicadores específicos que respondem à concentração de uma substância particular em solução.

1 - Indicadores redox não específicos

        Esse tipo de indicador é um reagente redox cujas formas oxidada e reduzida apresentam cores diferentes. O indicador atua como um segundo oxidante ou redutor na solução e, conseqüentemente, deve ser mais fraco do que o analito para garantir que a sua reação com o titulante só ocorra no fim da titulação. A mudança da coloração resulta da conversão reversível da forma oxidada à reduzida ou vice-versa, ocasionada pela variação do potencial do sistema.

Inox + ne- → Inred                                                 E0Ind

                                                           cor A           cor B

Teoricamente, a faixa do potencial do indicador está centrada em torno do seu E0, isto é:

ΔEtransição = E0In ±  [pic 3]

        Esta equação supõe que as duas formas do indicador têm a mesma intensidade de cor e que o olho humano apresenta a mesma sensibilidade para ambos. Quando o íon hidrogênio faz parte da semi-reação do indicador a faixa de transição será influenciada pelo pH da solução.