INTRODUÇÃO A MÉTODOS DE ANÁLISE WOLLUTRIC

INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS VOLUMÉTRICOS DE ANÁLISE

Os métodos volumétricos de análise consistem na medida do volume de uma solução, de concentração exatamente conhecida (solução padrão), necessário para reagir completamente com uma espécie que se deseja quantificar (analito), ou vice-versa.

Esses métodos apresentam grande precisão (1 parte em 1.000 = 0,1%), requerem aparelhagem simples e, geralmente, são executados com rapidez.

De um modo geral, as análises volumétricas exigem os seguintes requisitos:

a) recipientes de medida calibrados, incluindo buretas, pipetas e balões volumétricos;

b) balanças analíticas, para pesar quantidades relativamente pequenas com grande precisão;

c) substâncias de pureza conhecida para o preparo de soluções padrão;

d) indicadores visuais ou métodos instrumentais para detectar o fim da reação.

I - Algumas definições

1-Titulação

É o processo no qual se mede quantitativamente a capacidade de uma substância se combinar com outra. A titulação consiste em adicionar controladamente, por intermédio de uma bureta, uma solução (titulante) sobre outra solução (titulado) que normalmente está em um erlenmeyer até que a reação se complete. Uma das soluções tem que ter a concentração exatamente conhecida e a concentração da outra solução é determinado por comparação.

O ponto onde ocorre o fim da reação é chamado ponto de equivalência ou ponto final teórico. O fim da titulação deve ser identificado por alguma mudança no sistema que possa ser perceptível ao olho humano ou a algum equipamento de medida. Nas titulações visuais usa-se um reagente auxiliar, o indicador, que deverá provocar uma mudança visual na solução que está sendo titulada, devido a uma reação paralela deste com o titulante. O ponto onde isto ocorre é denominado ponto final da titulação. Em uma titulação ideal o ponto final coincide com o ponto de equivalência. Na prática, no entanto, ocorre uma pequena diferença entre esses dois pontos que representa o erro da titulação. O indicador e as condições experimentais devem ser selecionados de modo que a diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência seja tão pequena quanto possível.

Os métodos volumétricos podem ser classificados em diretos ou indiretos:

a)Método direto ou titulação direta: por este método a espécie a ser determinada reage diretamente com a solução padrão.

b)Método indireto ou Titulação indireta ou Titulação de retorno ou Contratitulação: esse método consiste em adicionar um excesso, exatamente conhecido, da solução padrão ao analito e depois determinar a parte desse excesso que não reagiu com outra solução padrão. É usado, principalmente, quando a velocidade da reação direta não é compatível com a titulação ou quando a amostra não é solúvel em água, mas é solúvel no reagente da titulação direta ou ainda quando não se tem indicador adequado à titulação.

2-Solução padrão

Solução padrão é aquela cuja concentração é conhecida com grande exatidão. A exatidão da solução padrão limita a exatidão do método analítico.

Uma solução padrão pode ser obtida de duas maneiras:

a)pelo uso de um padrão primário como soluto;

b)pela padronização de uma solução de concentração aproximadamente conhecida (padrão secundário).

Padrões primários são reagentes que preenchem todos os requisitos dos reagentes analíticos além de conter uma quantidade conhecida, aproximadamente 100% da substância principal. São freqüentemente preparados e purificados por métodos especiais. Um bom

padrão primário deve preencher as seguintes condições:

a)ser 100% puro, embora 0,01 a 0,02% de impurezas seja tolerável, se exatamente conhecidas;

b)ser estável ao ar, isto é, não ser higroscópico (não absorver umidade), nem eflorescente (não perder água de hidratação), não absorver oxigênio, nem gás carbônico.

c)ser estável às temperaturas de secagem. Os padrões primários devem ser sempre secados antes da pesagem exceto quando o padrão é um hidratado;

d)ter boa solubilidade no meio da titulação;

e)ter peso equivalente elevado de modo que o erro relativo associado à pesagem seja minimizado.

As soluções de padrões primários devem ser preparadas pela dissolução de uma massa exatamente pesada (balança analítica) do soluto em um volume definido (balão volumétrico) permitindo, assim, que a sua concentração seja exatamente calculada.

O número de padrões primários é muito restrito e freqüentemente tem se recorrer aos padrões secundários.

A concentração exata dessas soluções é determinada por comparação com soluções de padrões primários, via titulação. Essa operação é denominada padronização. Por isso, essas soluções podem ser preparadas sem muito rigor com o uso de béqueres, provetas e balanças semi-analíticas.

3 - Curva de titulação

A curva de titulação é uma representação gráfica que mostra a variação do logaritmo de uma concentração crítica com a quantidade de solução titulante adicionada. O logaritmo dessa concentração crítica sofre uma variação brusca nas imediações do ponto de equivalência e isto é o que permite o uso da técnica para fins quantitativos.

II - Requisitos para uma Reação Volumétrica

Para ser empregada em uma análise volumétrica uma reação deve satisfazer as seguintes condições:

a)deve ocorrer uma reação simples que possa ser expressa por uma equação química; a substância a ser determinada deverá reagir completamente com o reagente adicionado em proporções estequiométricas e equivalentes;

b)a reação deve ser praticamente instantânea ou proceder com grande velocidade de tal modo que o equilíbrio seja imediatamente estabelecido a cada adição do titulante;

c)deve haver uma mudança de energia livre marcante conduzindo à alteração de alguma propriedade física ou química da solução no ponto de