Análise Química Quantitativa

CAPÍTULO 10: DETERMINAÇÕES VOLUMÉTRICAS POR COMPLEXAÇÃO

10.1 OBJETIVOS:

1 Preparar a solução de EDTA aproximadamente 0,0134M.

2 Padronizar a solução de EDTA frente a solução padrão de CaO e MgO

3 Determinar o teor de CaO e MgO num calcário;

4 Determinar os teores de Ca+2 e Mg+2 em comprimidos de suplemento mineral.

10.2 DISCUSSÃO: O uso do reagente ácido etilenodiaminotetracético, EDTA, em titulações complexométricas se baseia na propriedade que possui esta substância de, em condições adequadas de pH, formar complexos solúveis, extremamente estáveis, com a maioria dos íons metálicos. A complexometria com EDTA comumente faz uso de uma solução padrão do sal dissódico do referido ácido, representado por Na2H2Y . 2H2O, onde Y é o ânion tetravalente do EDTA; em solução aquosa, o referido sal fornece o íon H2Y2-. As reações com os íons metálicos ocorrem segundo a reação geral:

Mn + + H2Y2- = = = MY(4 – n)- + 2H+

Os complexos formados são do tipo 1: 1, independentemente da carga do cátion. De um modo geral, a solução ou íon metálico a se titulado com EDTA deve ser mantida a um valor de pH constante.

O ponto final das titulações com EDTA é evidenciado pelo uso dos indicadores metalocrômicos, que são compostos orgânicos corados capazes de reagir com íons metálicos formando quelatos com colorações diferentes daquelas que possuem os correspondentes corantes livres. A reação de indicação do ponto final envolve uma reação do tipo:

M – Ind. + EDTA = = = M – EDTA + Ind.

(col. A) (col. B)

Para que a reação acima possa ocorrer convenientemente, é necessário que o complexo M – Ind seja suficientemente estável, porém, tem de ser menos estável do que o complexo M – EDTA.

Uma aplicação útil da titulação complexométrica com EDTA é a determinação do cálcio e magnésio em calcáreos. Duas alíquotas da solução amostra são utilizadas na titulação. A primeira alíquota é usada na titulação do cálcio; a solução é tornada alcalina com KOH (pH > 12); nestas condições o magnésio é precipitado com Mg(OH)2 e não reage com o EDTA. O cálcio é então titulado com EDTA usando calcon como indicador. A segunda alíquota é utilizada para a titulação da soma de cálcio e magnésio: a solução é tornada alcalina com amônia (pH 10); nestas condições cálcio e magnésio reagem com EDTA e são titulados na presença de azul de metiltimol ou do negro de eriocromo (eriochrome black T – EBT) como indicador. O magnésio é determinado por diferença. Em ambas titulações trietanolamina é adicionada para complexar os elementos do grupo R2O3, e KCN é usado para complexar os metais pesados (Cu, Ni, Zn, etc.)

10.3 MATERIAL UTILIZADO:

10.3.1 Materiais: Bureta de 25mL (1); Pipeta volumétrica de 5 mL (1); Erlenmeyer de 500mL (4) ; Proveta de 25mL (1); Pipeta graduada de 5mL (1); Béquer de 100mL (5); Béquer de 150mL (1); Vidro de relógio pequeno (2); Bastão de vidro pequeno (1); Bico de Bunsen (1); Balão volumétrico de 250mL (1); Funil para filtração (1); Papel de filtro, filtração média (1);

10.3.2 Reagentes: Solução de EDTA (5g / L); Solução padrão de cálcio; Solução padrão de magnésio; Calcon; EBT; Trietanolamina (1:1); KOH 25%; NH3 concentrado; HCl concentrado.

10.4 PROCEDIMENTO:

10.4.1 Preparação da solução padrão de cálcio (1 mg CaO / mL): Dissolva 1,785g de CaCO3 (seco a 150 °C) em 20 mL de HCl (1:4), leve à ebulição para expulsar o CO2; deixe esfriar, dilua a 1000 mL com água e homogeneize.

10.4.2 Preparação da solução padrão de magnésio (1 mg MgO / mL): Lave magnésio em fita com HCl diluído, depois com água, álcool e finalmente com éter. Dissolva 0,6032g do metal purificado em 50 mL HCl (1:9), esfrie, dilua a 1000 mL com água e homogeinize.

10.4.3 Padronização da solução de EDTA ( equivalente em Ca e Mg ):

a) Equivalente em cálcio: Transfira 5mL da solução padrão de cálcio para um erlenmeyer de 125mL, adicione 2,5mL de KOH a 25% e dilua a 50 mL com água, para o pH ficar em 12. Adicione cerca de 4mg do indicador calcon e titule com a solução de EDTA até mudança de coloração da solução. Determine um fator para a solução de EDTA a partir da massa de CaO na alíquota usada da seguinte maneira:

V EDTA _____ m CaO ou Ca+2 na alíquota

1 mL EDTA _____ equivalente Ca (mg)

b) Equivalente em magnésio: Transfira 5mL da solução padrão de magnésio para um erlenmeyer de 125mL, adicione 5 gotas de HCl concentrado; 5mL de amônia concentrada e dilua a 50mL com a água, para o pH ficar em 10. Adicione cerca de 40mg do indicador azul de metiltimol ou EBT e titule com a solução de EDTA até mudança de coloração da solução. Compute um fator para a solução de EDTA a partir da massa de MgO na alíquota usada da seguinte maneira:

V EDTA _____ m MgO ou Mg+2 na alíquota

1 mL EDTA _____ equivalente Mg (mg)

10.4.2 Análise da amostra de calcáreo: Pese cerca de 0,500g da amostra pulverizada (calcário) e transfira para um béquer de 150mL. Adicione 20mL de água, 5mL de HCl concentrado e cubra com o vidro de relógio. Quando a efervescência tiver cessado, adicione 20mL de água a aqueça a mistura próximo a ebulição por 10 minutos. Filtre a solução através de papel de filtro de filtração média, recebendo o filtrado em balão de 250mL. Lave o filtro várias vezes com água recebendo as lavagens no balão, deixe esfriar, dilua a solução ao volume e homogeinize.

a) Titulação do cálcio: Transfira uma alíquota de 5 mL da solução amostra a um erlenmeyer de 250mL, adicione 2,5mL de trietanolamina (1:1), 5mL de KOH a 25%, e dilua a 100mL com água, para o pH ficar em 12. Adicione cerca de 15mg do indicador calcon e titule com a solução de EDTA até mudança de coloração da solução. Seja A o volume gasto.

b) Titulação do cálcio + magnésio: transfira outra alíquota de 5 mL da solução amostra a um erlenmeyer de 250mL, adicione 05 gotas de HCl concentrado, 10 mL de trietanolamina (1:1), 12,5mL de