Permanganometria

INTRODUÇÃO

Os métodos volumétricos de análise que utilizam reações do tipo oxidação-redução dependem dos potenciais das semi-reações envolvidas no processo. Os agentes oxidantes e redutores devem ser estáveis no solvente utilizado e a substância a ser determinada deve ser colocada sob um determinado estado de oxidação, definido e estável, antes da titulação ser iniciada. (BACCAN et al., 2001, p. 234)

De acordo com Ohlweiler (1974, p. 530), a permanganometria, que faz uso do permanganato de potássio como reagente volumétrico, é o mais importante dos métodos volumétricos de oxidação-redução, sendo o permanganato de potássio um poderoso agente oxidante.

Nesta prática será realizada a preparação e padronização do permanganato de potássio e a determinação de peróxido de hidrogênio presente em uma solução.

Na preparação de soluções de permanganato de potássio, é preciso remover o dióxido de manganês presente como impureza do reagente por meio de ebulição de uma solução recentemente preparada, a solução é deixada em repouso por dias para que se complete a oxidação dos contaminantes. (OHLWEILER, 1971, p. 536)

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 MATERIAIS

• Permanganato de Potássio (KMnO4)

• Oxalato de Sódio (Na2C2O4) seco em estufa a 120°C por 2 h

• Água destilada

• Erlenmeyer de 250 mL

• Funil

• Béquer de 250 mL

• Balança

• Aquecedor

• Termômetro

• Bureta de 50 mL

• Pipetas volumétricas de 20 mL e 5mL

• Pipeta graduada de 10 mL

• Proveta de 50 mL

• Balão volumétrico de 100 mL

• Solução de H2SO4 1,0 mol/L

• Água oxigenada comercial (10V)

2.2 MÉTODOS

2.2.1 Preparação e padronização de uma solução de KMnO4 0,02 mol/L

Na aula anterior foram dissolvidos 1,6 g de KMnO4 em um 600 mL de água destilada e ferveu-se por 30 mim e deixado 7 dias em repouso.

Pesou-se em duas porções cerca de 0,25 g de oxalato de sódio e colocou-se cada porção em um erlenmeyer de 250 mL. Dissolveu-se cada amostra com 60 mL de água destilada.

Pipetou-se 2 mL de solução de H2SO4 e adicionou-se ao erlenmeyer contendo o oxalato dissolvido. A solução foi aquecida até 90 °C.

Realizou-se a titulação de cada solução de oxalato de sódio com o permanganato de potássio até o aparecimento de uma coloração violeta claro, tendendo a rósea. No final da titulação, mediu-se a temperatura e calculou-se a concentração da solução de permanganato.

2.2.2 Determinação de peróxido de hidrogênio

Foram pipetados 5 mL de água oxigenada comercial, e diluído para 100 mL num balão volumétrico. Pipetaram-se três alíquotas de 20 mL e colocou-se em três erlenmeyers, para realização em triplicata, após isto foram adicionados 30 mL de água destilada.

Juntou-se 20 mL de H2SO41 mol /L e iniciou-se a titulação até que a cor violeta clara persistisse.

Calculou-se a concentração de H2O2 na água oxigenada comercial analisada.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

As soluções de permanganato de potássio são padronizadas com relação ao oxalato de sódio, o oxalato de sódio é um excelente padrão primário. A titulação de oxalato com permanganato serve de base para a determinação de metais precipitáveis. Em solução ácida, a oxidação do oxalato pelo permanganato obedece à equação: (OHLWEILER, 1974, p. 536-537; VOGEL, 2011, p. 234)

2Na+ + C2O42- + 2H+  H2C2O4 + 2Na+

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+  2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

A permanganometria em meio ácido é a mais importante técnica permanganométrica baseando-se na redução do permanganato a íon manganês em meio ácido. Neste caso utilizou-se o ácido sulfúrico, sendo este o reagente mais apropriado para acidificar a solução, pois o íon sulfato não sofre a ação do permanganato. (OHLWEILER, 1974, p. 531)

Mesmo a quente, a reação na ausência de Mn2+ não é rápida. Quando se adicionam as primeiras gotas de uma solução de permanganato à solução contendo o oxalato, a coloração do permanganato leva alguns segundos até desaparecer; a adição posterior é seguida de descoramento mais rápido. A solução final possui coloração violeta intensa; na maioria das titulações, o ponto final pode ser assinalado pela coloração do íon permanganato. (OHLWEILER, 1974, p. 530-537)

No processo clássico de McBride, a solução do oxalato de sódio em ácido sulfúrico diluído é titulada lentamente a uma temperatura entre 80º e 90º. O processo recomendado por Fowler e Bright baseia-se na adição de 90-95% da solução requerida de permanganato rapidamente à solução de oxalato. É necessário que a temperatura após a titulação seja maior que 60º para minimizar a decomposição de ácido oxálico e a perda de peróxido de hidrogênio. (OHLWEILER, 1974, p. 538)

Abaixo, os cálculos a fim de encontrar a concentração de permanganato:

Sendo este o número de mol presente na solução de oxalato de sódio do primeiro erlenmeyer (que continha 0,2514g), relacionamos com a reação estequiométrica de tal forma que:

2MnO4- ---- 5H2C2O4

x ---- 0,001876 mol

x = 0,00075 mol

Sendo este o valor de mol presente no permanganato e 26,4mL a quantidade de permanganato gasto na titulação, calculou-se a molaridade da solução:

A fim de saber a molaridade de permanganato no segundo erlenmeyer repetiu-se estes cálculos, sendo o número de mol de oxalato de sódio do segundo erlenmeyer