MÉTODOS VOLUMETRICOS DE ANALISE

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:

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. 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.

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.

Classificação dos Métodos Volumétricos

Os métodos volumétricos podem ser classificados em quatro classes e diferem entre si em aspectos tais como tipo de equilíbrio, classe de indicadores, natureza dos reagentes, classe de padrões primários e definições de peso equivalente.

1)Volumetria ácido-base:

Muitos compostos, orgânicos ou inorgânicos, se comportam como ácidos ou bases (segundo a teoria de Brönsted-Lowry) e podem ser titulados com uma solução de um ácido ou de uma base fortes. Os pontos finais dessas titulações são facilmente detectados mesmo como uso de indicadores visuais. A acidez e a basicidade de muitos ácidos e bases orgânicas pode ser aumentada se a titulação for conduzida em meio não-aquoso. O resultado é um ponto final mais nítido além de ácidos e bases muito fracos poderem ser titulados.

2)Volumetria de precipitação:

Nesse caso há formação de um sal pouco solúvel entre o reagente e o analito. Os indicadores visuais também podem ser usados.

3)Volumetria de complexação

Nas titulações complexiométricas o reagente é um agente complexante e forma com o analito (um íon metálico) um complexo solúvel. O reagente é, normalmente, um agente quelante. Os indicadores podem ser usados para formar um complexo fortemente colorido com o metal.

4)Volumetria de oxidação-redução

As titulações redox envolvem a reação entre um agente oxidante e um agente redutor. Deve haver uma grande diferença entre as capacidades de oxidar e de reduzir desses reagentes para se obter pontos finais bem definidos.

VOLUMETRIA ÁCIDO-BASE

As titulações ácido-base são rotineiras em, praticamente, todas as áreas da Química e Ciências correlatas. A popularidade desse método se deve, por um