Volumetria de complexação

VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO

1. Introdução

        A volumetria com formação de complexos, ou complexometria, baseia-se em reações que envolvem um íon metálico M e um ligante L com formação de um complexo suficientemente estável. Algumas das reações de complexação que envolvem várias etapas podem ser usadas para um método volumétrico, porém as de maior aplicabilidade são aquelas que formam complexos, em que o íon metálico e o ligante estão na proporção 1:1.1

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        As reações de complexação são largamente utilizadas na química analítica. Um dos primeiros usos dessas reações se deu na titulação de cátions. Além disso, muitos complexos são coloridos ou absorvem radiação ultravioleta; a formação desses complexos constitui com freqüência a base para determinações espectrofotométricas. Alguns complexos são pouco solúveis e podem ser empregados em análise gravimétrica

ou em titulações de precipitação. As reações de formação de complexos apresentam diversas utilidades em química analítica, mas sua aplicação clássica está nas titulações complexométricas.1

        Os complexos são também largamente utilizados para extrair os cátions de um solvente para um outro e para dissolver precipitados insolúveis. Os reagentes formadores de complexos mais úteis são os compostos orgânicos que contêm vários grupos doadores de elétrons que formam múltiplas ligações covalentes com íons metálicos. Os agentes complexantes inorgânicos são utilizados também para controlar a solubilidade e para formar espécies coloridas ou precipitados. As reações de formação de complexos são importantes em muitas áreas da ciência e no nosso dia-a-dia, como em fotografia em preto-e-branco.1,2

        O ácido etilenodiaminotetracético – também chamado ácido (etilenodinitrilo) tetracético –, comumente abreviado para EDTA (do inglês EthileneDiamineTetraaceticAcid), é o titulantecomplexométrico mais largamente utilizado. O EDTA apresenta a seguinte fórmula estrutural:1,2

        Um dos agentes complexantes mais versáteis, é o principal agente complexante, representado por M4Y. Ele possui em sua estrutura quatro grupos carboxila e dois grupos amina que podem atuar como doadores de pares de elétrons, ou bases de Lewis, ou seja, apresenta seis posições ligantes possíveis quando prótons são removidos.

        Assim como nas demais titulações é necessário a adição de um indicador de viragem à solução a ser titulada. Os indicadores utilizados na complexometria são chamados metalocrômicos, estes são agentes complexantes fracos, ou seja, formam complexos com baixa estabilidade, sendo assim podem facilmente ser decompostos para a formação de outro complexo entre um ligante mais forte e o metal anteriormente ligado ao ligante fraco, indicador, é exatamente este fenômeno que garante a utilidade do indicador. Um indicador de aplicabilidade muito comum é o negro de ericromo T.2

        

1. Determinação da dureza de águas

        O índice de dureza da água é um dado muito importante, usado para avaliar a sua qualidade. Denomina-se dureza total a soma das durezas individuais atribuídas á presença de íons cálcio (Ca2.+) e magnésio (Mg2+). Outros cátions que se encontram associados a estes dois, por exemplo: ferro, alumínio, cobre e zinco,geralmente são mascarados ou precipitados antes da determinação. A composição química da água e, portanto, a sua dureza, depende em grande parte do solo da qual procede. Assim, águas brandas são encontradas em solos basálticos, areníferos e graníticos, enquanto que águas com dureza elevada procedem de solos calcários.3

        A determinação da dureza da água é um teste analítico de grande utilidade que fornece uma medida da qualidade da água para uso doméstico e industrial. O teste é importante para a indústria porque a água dura, após aquecimento, precipita carbonato de cálcio que provoca entupimento nas tubulações. 2

        A dureza da água pode ser temporária ou permanente. A dureza temporária é devida aos bicarbonatos de cálcio e magnésio que, quando a água é fervida, se decompõem com a precipitação dos respectivos carbonatos. A dureza residual, devida aos cloretos e sulfatos, que não é eliminada por ebulição, constitui a dureza permanente. A dureza total da água é a soma das durezas temporária e permanente e é expressa em mg/L ou μg/L de carbonato de cálcio. 2

        Inúmeros processos industriais, tais como fábricas de cervejas, conservas, de papel e celulose, e muitas outras, requerem águas brandas. Para o caso de lavanderias, as águas duras ocasionam o elevado consumo de sabão, em consequência da formação de sabões insolúveis de cálcio e magnésio, resultando em danos para os tecidos. É importante considerar a formação de incrustações em caldeiras de vapor, ocasionando problemas de perda de calor, podendo levar a explosões e gastos em reparos com processos corrosivos.3

        Para a determinação da dureza das águas, um dos métodos mais utilizados é a titulação complexométrica, utilizando como agente complexante a EDTA.

1. Dosagem de cálcio em leite em pó

        O cálcio é essencial para a transmissão nervosa, coagulação do sangue, contração muscular, atua também na respiração celular, além de garantir uma boa formação e manutenção de ossos e dentes. Por sua presença na formação óssea o cálcio é um dos elementos mais abundantes no corpo humano. O cálcio é essencial para o funcionamento do organismo, quando existe deficiência de cálcio na corrente sanguínea (por má alimentação, questões hormonais ou outros motivos) o corpo tende a repor essa deficiência retirando cálcio dos ossos.4

        O cálcio é encontrado no leite e seus derivados, no agrião, alface, aveia, salsa, salsão, beterraba, batata doce, brócolis, cebola, couve, espinafre, laranja e milho. A carência de cálcio no organismo leva ao raquitismo, crescimento retardado e osteoporose. O leite é uma fonte imprescindível de cálcio, e seu consumo diário propicia melhor desenvolvimento dos ossos. 5

         Para a determinação de cálcio em leite, pode ser utilizada a técnica de titulação complexométrica, obtendo-se assim, a quantidade de cálcio presente na amostra de leite em pó analisada.