Aula - Volumetria de Complexação

VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO

Ana Beatriz Vitoreti

Disciplina: Química Analítica

CONTEÚDO DA AULA

EDTA

Titulação utilizando EDTA

Indicadores

Titulação Direta

Titulação de Retorno

Titulação de Substituição

O QUE JÁ FOI VISTO

Definição

Considerações

Gerais

Aplicação

Curvas de titulação

EDTA

-Complexo

- Ligante

- Efeito quelato

EDTA

Dissociação

H4Y H+ + H3Y- Ka1= 1,0 x 10-2 = ([H+].[H3Y-])/[H4Y]

H3Y- H+ + H2Y-2 Ka2= 2,2 x 10-3 = ([H+].[H2Y-2])/[H3Y-]

H2Y-2 H+ + HY-3 Ka3= 6,9 x 10-7 = ([H+].[HY-3])/[H2Y-2]

HY-3 H+ + Y-4 Ka4= 5,5 x 10-11 = ([H+].[Y-4])/[HY-3]

H4Y

TITULAÇÃO COM EDTA E O PH

- agentes complexantes e quelantes são bases de Lewis e de Brönsted;

- agente quelante não se apresenta totalmente na forma do íon quelante livre.

Efeito do pH

sobre o equilíbrio

metal-complexo

pKa1 = 2,0 (1,0 x 10-2)pKa2 = 2,66 (2,2 x 10-3)pKa3 = 6,16 (6,9 x 10-7)pKa4 = 10,26 (5,5 x 10-11)

Reatividade do EDTA

INDICADORES

Indicadores metalocrômicos são agentes complexantes fracos que exibem cores diferentes na forma complexada e na forma livre.

M + In M-In

M-In + Y MY + In cor A cor B

- M-In estável;

- sensível ao íon metálico;

- faixa de pH.

Condições

INDICADORES

- mais antigos e mais usados indicadores de complexação ;

-7 < pH < 11

- Mg2+, Ca2+, Cd2+, Zn2+ e Pb2+

Negro de

Eriocromo T

INDICADORES

- estrutura similar ao Erio T;

- mais estável do que o Erio T;

- crescente popularidade como um substituto para o Erio T.

Calmagita

INDICADORES

- pode ser usado em soluções ácidas;

- titulações diretas de Bi (III) e Th (IV).

Alaranjado de xilenol

INDICADORES

- A solução aquosa do indicador é instável;

- íons cálcio, cobalto, níquel e cobre (II). Murexida

INDICADORES

- azul-negro Eriocromo ou Solocromo Azul Escuro;

- titulação de cálcio na presença de magnésio em pH acima de 12.

Calcon

MÉTODOS DE TITULAÇÃO COM EDTA

Aplicação quase todos os metais falsa ideia de baixa seletividade controle de pH.

- Titulação direta;

- Titulação de retorno;

- Titulação de substituição;

- Determinações indiretas.

Tipos

TITULAÇÃO DIRETA

Uso aproximadamente 40 cátions;

- reação lenta entre o EDTA e o cátion; - dificuldade de manter o analito solúvel nas condições necessárias para a titulação direta;

- inexistência do indicador adequado.

Inviabilidade

complexos “fracos” como o Ca+2 e o Mg+2 devem ser titulados em solução básica com Erio T, Calmagita ou Arsenazo I;

Cr+3, Fe+3, Al+3 e Ti+4 reagem muito lentamente;

TITULAÇÃO DE RETORNO

Uso

- analito precipita na ausência de EDTA; - reage muito lentamente com o EDTA;

- o íon metálico usado não deve deslocar o complexo formado.

Características

cátions que não podem ser titulados diretamente, mas que formam complexos muito estáveis com o EDTA;

amostras que contêm ânions que formam sais pouco solúveis com o analito.

TITULAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO

Uso

- excesso de uma solução contendo o complexo magnésio-EDTA ; - o Mg+2 deslocado é, então, titulado com uma solução padrão de EDTA;

- Calmagita ou Erio T .

Processo

não se tem o indicador adequado para o cátion;

o complexo analito-EDTA deve ser mais estável do que o complexo magnésio-EDTA.

DETERMINAÇÕES INDIRETAS

Uso

O sódio pode ser determinado mediante precipitação como acetato tríplice NaZn(UO2)3Ac9, seguida de titulação do íon zinco com solução padrão de EDTA.

O fostato é determinado mediante precipitação com o NH4MgPO4. 6 H2O, dissolução do precipitado em ácido clorídrico diluído, adição de excesso de solução padrão de EDTA, tamponado ao pH 10 e titulação com solução padrão de magnésio em presença de Erio T.

A determinação de sulfato baseia-se na adição de um excesso conhecido de íon bário para precipitar o sulfato de bário; o íon bário residual é determinado mediante titulação com EDTA.

EXERCÍCIO

Uma amostra de efluente foi encaminhada a um laboratório para

verificação da dureza da água. 100 mL da amostra foram

transferidos para um erlenmeyer de 250 mL seguido da adição de

2 mL de tampão NH3/NH4Cl de pH 10 e indicador Erio-T. Esta

solução foi então titulada por 6,5 mL de EDTA 0,01 mol/L. Calcule

a dureza da água do efluente, expressando o resultado em mg/L

de CaCO3 (MM = 100 g/mol).

EXERCÍCIO

Uma solução contendo 25 mL de Ni2+ em HCl diluído é tratada

com 25 mL de uma solução de Na2EDTA 0,050 M. A solução é

neutralizada com NaOH, e o pH é ajustado para 5,5 com tampão

de acetato. A solução torna-se amarela quando algumas gotas de

indicador alaranjado de xilenol são adicionados. A titulação com

uma titulação de Zn2+ 0,020 M consumiu 17,5 mL de Zn2+ para

atingir a coloração vermelha no PF. Qual é a molaridade do Ni2+ na

solução desconhecida?

EXERCÍCIO

25 mL de uma amostra desconhecida contendo os íons Fe3+ e

Cu2+, foi titulada, até o PF, com 16,25 mL de EDTA 0,0520 M. Uma

alíquota de 50 mL dessa mesma amostra foi tratada com NH4F

para proteger o Fe3+. O Cu2+ presente foi então reduzido e

mascarado pela adição da tiuréia. Na adição de 25 mL de solução

de EDTA 0,0520 M, o Fe3+ foi liberado de seu complexo com

EDTA. O excesso de EDTA consumiu 25 mL de uma solução de

Pb2+ 0,020 M até atingir o PF, utilizando-se alaranjado de xilenol

como indicador. Determine a concentração de Cu2+ e Fe3+ na

amostra desconhecida.

MATERIAIS PARA REFERÊNCIA

Fundamentos de Química Analítica – SKOOG, WEST, HOLLER

Química Analítica Quantitativa Elementar - BACCAN

Análise Química Quantitativa - VOGEL