APOSTILA DE AULAS PRÁTICAS (

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA INSTITUTO E CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ANALÍTICA V

QUI 572 – Laboratório de Química Analítica V

APOSTILA DE AULAS PRÁTICAS

(http://www.ufjf.br/baccan/)

Responsáveis:

Prof. Dr. Júlio C. J. Silva

Prof. Dr. Rafael A. Sousa

Tec. Gedair/Alice

ROTEIRO DE LABORATÓRIO RELATÓRIOS

O trabalho científico realizado por uma pessoa ou um grupo só poderá ter utilidade para outras pessoas, se adequadamente transmitido. A forma de transmissão mais difundida é a da linguagem escrita, principalmente na forma de resumos, relatórios, artigos científicos e livros, dependendo da extensão, importância e público a ser atingido.

Nos laboratórios acadêmicos e industriais são muito empregados os relatórios de experiências realizadas. Não existem normas rígidas da sua elaboração, mas, devido à sua provável importância na carreira profissional do aluno, serão dadas algumas recomendações que lhe serão úteis no progressivo aperfeiçoamento da sua técnica de redação científica.

Ao fazer um relatório, o aluno deve conhecer claramente a questão abordada pela experiência e qual a resposta que obteve para ela. Esta formulação sintética servirá de linha diretriz para toda a redação, impedindo que se perca em divagações sobre assuntos colaterais ou considerações sobre detalhes sem importância.

A linguagem empregada deverá ser concisa, tecnicamente correta e precisa.

A redação deverá ser coerente quanto ao tempo dos verbos empregados, recomendando-se expor os resultados das observações e experiências no passado, reservando o presente para as generalidades ou para as referências a condições estáveis.

É conveniente recorrer a tabelas e gráficos, pois permitem concentrar grande quantidade de informações. Os valores numéricos deverão estar acompanhados de unidades de medida preferencialmente pertencentes ao mesmo sistema. A unidade de medida deverá ser incluída também no cabeçalho das tabelas e nos eixos das figuras. Sempre que os valores numéricos forem muito grandes ou pequenos, convém multiplicar o valor por uma potência inteira de dez para que o número fique com um ou dois algarismos antes da vírgula, e com tantos quantos forem necessários para expressar a precisão após a vírgula.

Após a redação do rascunho do relatório, este deverá ser examinado criticamente, como se estivesse sendo lido por uma “terceira pessoa”, verificando-se a clareza com que é expressa cada idéia e se não se pode fazê-lo com menor número de palavras, eliminando-se adjetivos supérfluos, construções perifrásticas e repetição do mesmo assunto em pontos diferentes do relatório.

O melhor relatório é aquele que cobre todo o assunto da maneira mais sucinta.

A seguir, será dado um esquema tentativo para os relatórios. A existência, a organização e o conteúdo de cada parte dependerão da experiência realizada.

1. TÍTULO DO EXPERIMENTO 2. OBJETIVO(S) DA EXPERIÊNCIA 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

- Indicar as reações químicas envolvidas no experimento (quando pertinentes)

- Apresentar os dados obtidos, bem como os resultados calculados na forma de Tabelas.

Orientações: Número (caixa alta) e título da tabela na parte superior; legenda na parte inferior da tabela. - Gráficos e outros registros também podem ser usados.

Orientações: Número (caixa alta) e título na parte inferior (do gráfico ou da figura). Legendas logo abaixo da

última linha da tabela.

Observação: Os cálculos não precisam (e não devem) ser todos demonstrados quando seguirem o uso das mesmas fórmulas ou raciocínio. Nesses casos, apresenta-se (passo a passo) um cálculo de cada tipo e indica-se, no texto, quais resultados foram obtidos do mesmo modod.

4. CONCLUSÕES

- Comentar se os objetivos da prática foram alcançados e justificar a afirmativa.

7. BIBLIOGRAFIA (efetivamente consultada na elaboração do relatório, dando as páginas)

Autor (es), título, editora, número e ano da edição, páginas consultadas. Por exemplo, na elaboração destas recomendações:

1. GUENTHER, W.B., Química Quantitativa: Medições e Equilíbrio, Trad. Moscovici, R., São Paulo,

Blücher-EDUSP, 1972, p. 34-37.

2. LUFT, C.P., Trabalho Científico: Sua Estrutura e Apresentação, Porto Alegre, 1962, p. 24-46. 3. REY, L., Como Redigir Trabalhos Científicos, São Paulo, Blücher-EDUSP, 1972, p. 60-64.

SEGURANÇA NO LABORATÓRIO

SEGURANÇA é assunto de máxima importância e especial atenção deve ser dada às medidas de segurança pessoal e coletiva em laboratório. Embora não seja possível enumerar aqui todas as causas de possíveis acidentes em um laboratório, existem certos cuidados básicos, decorrentes do uso de bom senso, que devem ser observados:

1. Siga rigorosamente as instruções fornecidas pelo professor. 2. Nunca trabalhe sozinho no laboratório.

3. Não brinque no laboratório.

4. Em caso de acidente, procure imediatamente o professor, mesmo que não haja danos pessoais ou materiais. 5. “Encare” todos os produtos químicos como venenos em potencial, enquanto não verificar sua inocuidade,

consultando a literatura e/ou orientações dos técnicos e professores. 6. Não fume no laboratório (além de perigoso é PROIBIDO).

7. Não beba e nem coma no laboratório.

8. Use jaleco apropriado e calça, não sendo permitido fazer aula de bermuda ou saia. 9. Caso tenha cabelos longos, mantenha-os presos durante a realização dos experimentos.

10. Nunca deixe frascos contendo solventes inflamáveis (acetona, álcool, éter, etc...) próximos a chamas. 11. Nunca deixe frascos contendo solventes inflamáveis expostos ao sol.

12. Evite contato de qualquer substância com a pele. 13. Use calçados fechados (nunca sandálias nem chinelos).

14. Todas as experiências que envolvem a liberação de gases e/ou vapores tóxicos devem ser realizadas na câmara de exaustão (capela).

15. Ao preparar soluções aquosas diluídas de um ácido, adicione o ácido concentrado sobre a água, nunca o contrário.

16. Nunca pipete líquidos cáusticos ou tóxicos diretamente, utilize pipetadores.

17. Nunca aqueça o tubo de ensaio, apontando sua extremidade aberta para um colega ou para si mesmo. 18. Sempre que necessário proteja os olhos com óculos de proteção.

19. Não jogue nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos.

20. Não jogue resíduos de solventes na pia ou no ralo; há recipientes apropriados para isso.

21. Não jogue vidro quebrado ou lixo de qualquer espécie nas caixas de areia. Também não jogue vidro quebrado no lixo comum. Deve haver um recipiente específico para fragmentos de vidro.

22. Não coloque sobre a bancada de laboratório bolsas, agasalhos, ou qualquer material estranho ao trabalho que estiver realizando.

23. Caindo produto químico nos olhos, boca ou pele, lave abundantemente com água. A seguir, procure o tratamento específico para cada caso.

24. Saiba a localização e como utilizar o chuveiro de emergência, extintores de incêndio e lavadores de olhos. 25. Nunca teste um produto químico pelo sabor (por mais apetitoso que ele possa parecer).

26. Não é aconselhável testar um produto químico pelo odor, porém caso seja necessário, não coloque o frasco sob o nariz. Desloque com a mão, para a sua direção, os vapores que se desprendem do frasco.

27. Se algum produto químico for derramado, seque com papel e, depois, lave o local imediatamente. 28. Verifique se os cilindros contendo gases sob pressão estão presos com correntes ou cintas.

29. Consulte o professor antes de fazer qualquer modificação no andamento da experiência e na quantidade de reagentes a serem usados.

30. Caso esteja usando um aparelho pela primeira vez, leia sempre o manual antes. 31. Não aqueça líquido inflamável direto na chama.

32. Lubrifique tubos de vidro, termômetros, etc, antes de inseri-los em rolhas e proteja sempre as mãos com um pano. 33. Antes de usar qualquer reagente, leia cuidadosamente o rótulo do frasco para ter certeza de que aquele é o

reagente desejado.

34. Verifique se as conexões e ligações estão seguras antes de iniciar uma reação química. 35. Abra os frascos o mais longe possível do rosto e evite aspirar ar naquele exato momento.

36. Não use lentes de contato dentro do laboratório, o vapor de alguns reagentes podem provocar aderência da lente sobre o olho.

37. Apague sempre os bicos de gás que não estiverem em uso.

38. Nunca torne a colocar no frasco um regente retirado em excesso e não usado. Ele pode ter sido contaminado. 39. Não armazene substâncias oxidantes próximas a líquidos voláteis e inflamáveis.

40. Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite aquecimento prolongado ou que libere grande quantidade de energia.

42. Ao se retirar do laboratório, verifique se não há torneiras (água ou gás) abertas. Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpo e lave as mãos.

LIMPEZA DE MATERIAL DE VIDRO

Todo material de vidro que vai ser utilizado em análise quantitativa deve estar rigorosamente limpo. Para isso, deve-se lavá-lo com água e detergente diluído, enxaguá-lo várias vezes com água e água destilada (várias porções de 5,00 a 20,00 mL).

Pesagem em Balanças Analíticas

As balanças analíticas são balanças de precisão que permitem a determinação de massas com um erro absoluto da ordem de 0,10 mg. Por se tratar de instrumentos delicados e caros, seu manejo envolve a estrita observância dos seguintes cuidados gerais:

1. As mãos do operador devem estar limpas e secas;

2. Durante as pesagens, portas e janelas devem ser mantidas fechadas; 3. Ligar a balança com antecedência para que a mesma estabilize. 4. Acertar o nível da balança e ajustar o zero.

5. Destravar e travar (inclusive a meia trava) com movimentos lentos;

6. Nunca pegar diretamente com os dedos o objeto que vai pesar. Conforme o caso, usar uma pinça ou uma tira de papel impermeável;

7. Nunca colocar ou retirar massas do prato sem antes ter travado a balança. Em seguida retornar os pesos a zero e descarregar imediatamente a balança após a pesagem;

8. Para sucessivas pesagens no decorrer de uma análise, usar sempre a mesma balança;

9. O recipiente e/ou a substância que será pesada devem estar em equilíbrio térmico com o ambiente.

OBS: As salas de balanças devem ser mantidas na mais absoluta ordem e limpeza. Os conhecimentos necessários ao manejo dos diferentes tipos de balanças analíticas serão ministrados pelo responsável ou adquiridos através de consulta ao manual.

SUGESTÕES DE ALGUNS TRATAMENTOS QUÍMICOS PARA RESÍDUOS PERIGOSOS (a título de informação)

Procedimento Descrição Comentários e Aplicações

Neutralização Misturar ácidos ou bases ao resíduo até pH próximo do neutro

Líquidos de decapagem de metais, catalisadores ácidos, efluentes de curtume e etc.

Precipitação

Remoção de contaminantes solubilizados tanto por alteração do pH, temperatura, adição de agentes precipitantes ou mesmo pela redução de volume através de evaporação de líquidos.

Pode ser aplicado com um processo de remoção de sólidos como, por exemplo: sedimentação, centrifugação, flotação e filtração.

Permuta de Íons Remoção de materiais inorgânicos dissolvidos com uso de colunas de resinas de troca iônica.

Abrandamento de água dura, no qual o cálcio e o magnésio são trocados por íons mais leves.

Oxidação/Redução

Favorecer a oxidação ou redução de substâncias que apresentam diferentes toxicidades em função do estado de oxidação.

Aplicado para resíduos orgânicos e inorgânicos como hidrocarbonetos aromáticos, cianetos, compostos de enxofre e crômio.

Solidificação/Fixação

Os resíduos são combinados com aditivos para convertê-los num massa sólida para evitar a percolação dos componentes tóxicos.

Mistura de lamas e cinzas com concreto

Decloração Remoção de cloro de compostos altamente clorados.

Remoção dos PCB’a de óleos de transformadores.

ESTATÍSTICA APLICADA A QUÍMICA ANALÍTICA

Prática 1

1. Objetivos:

Apresentar ao aluno testes de hipóteses estatísticos (teste t e teste F) utilizados em análises químicas.

2. Introdução:

Na maioria das situações encontradas em análises químicas, o valor verdadeiro da média µ não pode ser determinado, porque um número imenso de medidas (aproximadamente infinito) seria necessário. Com a estatística, entretanto, podemos estabelecer um intervalo ao redor da média determinada experimentalmente (x), no qual se espera que a média da população µ esteja contida com certo grau de probabilidade. Esse intervalo é conhecido como o intervalo de confiança (IC) e os limites são chamados limites de confiança.

Em alguns casos, o valor conhecido representa o valor verdadeiro ou aceito, que se baseia em conhecimento ou experiência prévia. Em outras situações, o valor conhecido pode ser um valor previsto por uma teoria ou pode ser o valor de referência que utilizamos para a tomada de decisões acerca da presença ou ausência de um constituinte. Em todos os casos, utilizamos um teste de hipótese estatístico para tirar conclusões sobre a média da população µ e sua proximidade do valor conhecido, o qual denominamos µ0. Para um número pequeno de resultados, usamos um procedimento similar ao teste z, exceto que o teste estatístico é o teste t.

Muitas vezes torna-se necessário comparar as variâncias (ou desvios padrão) de duas populações. Por exemplo, o teste t normal demanda que os desvios padrão dos conjuntos de dados, que estão sendo comparados, sejam iguais. Um teste estatístico simples, chamado teste F, pode ser utilizado para avaliar essa consideração sob a condição de que as populações sigam uma distribuição normal (gaussiana). O teste F também é empregado na comparação de mais de duas médias e na análise de regressão linear.

3. Procedimento

3.1. Comparação de medidas repetidas a) Preparo das amostras

Preparar 2 amostras (uma para o grupo A e outra para o grupo B) diluindo 5,00 mL do vinagre 1, com auxílio de uma pipeta volumétrica, em um balão volumétrico de 50,00 mL e completar o volume até a marca de aferição do balão com água destilada.

b) Titulação volumétrica

Com uma pipeta volumétrica, transfira uma alíquota de 3,00 mL da amostra preparada anteriormente para um erlenmeyer de 125 mL e dilua aproximadamente a solução até 50 mL com água destilada. Adicione 2 gotas de indicador fenolftaleína e titule a solução cuidadosamente com a solução padrão de NaOH _____ mol/L até o aparecimento de uma leve coloração rósea, que persista por 30 segundos. Anote o volume gasto. Repita o procedimento para mais 4 replicatas (Tabela 1).

Tabela 1 - Comparação dos teores de ácido acético (% m/v) obtidos pelo Grupo com o valor declarado no rótulo da

amostra de vinagre.

Replicatas da amostra Grupo

VNaOH gasto (mL) % m/V ácido acético 1 2 3 4 5 Média Desvio padrão Valor esperado ---

3.2. Comparação de médias de dados em pares a) Preparo das amostras

Transferir 10,00 mL de cada vinagre (2 a 6), com auxílio de uma pipeta volumétrica, para um balão volumétrico de 50,0 mL e completar o volume até a marca de aferição do balão com água destilada.

b) Titulação volumétrica

Transferir uma alíquota de 2,0 mL das amostras preparadas anteriormente, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, para cada erlenmeyer, adicionar aproximadamente 50 mL de água destilada e 2 gotas de indicador fenolftaleína em cada erlenmeyer. Cada mistura é cuidadosamente titulada com solução padrão de NaOH ____ mol/L até o aparecimento de uma leve coloração rósea, que persista por 30 segundos. Anote o volume gasto.

Tabela 2 – Comparação dos resultados de teores de ácido acético (% m/v) obtidos pelos analistas Grupo A e Grupo

B para análise por titulação volumétrica de diferentes amostras de vinagres.

Amostra Grupo A Grupo B D (%m/V(A) - % m/V(B)) VNaOH gasto (mL) % m/V Ácido acético VNaOH gasto (mL) % m/V Ácido acético Vinagre 1 Vinagre 2 Vinagre 3 Vinagre 4 Vinagre 5 Média da diferença

Desvio padrão da diferença

4. Relatório

a) Para o procedimento 3.1 compare o valor determinado com o estipulado pelo fabricante (rótulo) empregando o

teste t mais adequado; verifique se os resultados experimentais são ou não diferentes do esperado, num nível de 95

% de confiança.

b) Ainda para o procedimento 3.1 determine o intervalo de confiança para as médias obtidas pelo grupo num nível de 95 % de confiança.

c) Para o procedimento 2.2 faça o teste t pareado e verifique se os resultados experimentais do grupo A são ou não diferentes do grupo B, num nível de 95 % de confiança.

ESPECTROFOTOMETRIA

Prática 2

1. Introdução

Quando um feixe de radiação monocromática incide sobre um meio homogêneo, parte é absorvida e parte é transmitida. É possível controlar outros fenômenos que ocorrem para que não interfiram na medida analítica. Os princípios sobre os quais se baseiam as medidas analíticas quantitativas são definidos pelas leis de Lambert e de Beer, que combinadas, são expressas na equação:

A =  b  C

Onde a grandeza A representa Absorvância,  o coeficiente de absortividade, b o trajeto óptico e C a concentração,

em mol L-1. Pode-se relacionar a Absorvância, A, com outra grandeza, a transmitância, T, pela expressão:

A = - log10T(%)

O ácido acetil-o-salicílico (AAS) pode ser seletivamente determinado em formulações farmacêuticas fazendo-se a complexação de seu produto de hidrólise, ácido o-salicílico, com Fe3+. Outros constituintes de analgésicos tais como paracetamol, cafeína e fenacetina não reagem e, portanto, não apresentam interferência.

2. Procedimento

2.1. Preparo das soluções padrão

a) Preparar uma solução padrão de ácido salicílico 3,00 g/L

b) Preparar o branco de referência (solução 1) e a partir da solução padrão de ácido salicílico preparar uma série de 6 soluções padrão (2 a 7), em tubos de ensaio, de acordo com a Tabela 1:

Tabela 1 - Curva analítica para determinação do AAS em medicamentos

Solução Volume água deionizada (mL) Volume Ácido salicílico (mL) Volume H2SO4 diluído (mL) *

1 (Branco) 5,00 0 9,00 2 4,50 0,50 9,00 3 4,00 1,00 9,00 4 3,00 2,00 9,00 5 2,00 3,00 9,00 6 1,00 4,00 9,00 7 0 5,00 9,00

* H2SO4 diluído: 15 mL de H2S04 concentrado diluído para 1 L com H2O deionizada

b) Aquecer as soluções, juntamente com a amostra, em um banho de água fervente (ebulição) durante 15 minutos. Esfriar as soluções e adicionar 1,00 mL da solução de Fe3+ (0,6 mol L-1 de FeCl3 em H2SO4 1,3 mol L

-1

) em cada tubo (Duvida: não precisa filtrar ?).

2.2. Obtenção do espectro de absorção do complexo Fe(Sal)3

Pode-se utilizar, por exemplo, a solução 5. Enche-se uma cubeta com esta solução e outra com a solução de referência (branco). Em seguida, deve-se registrar o espectro (Absorbância x  / nm) na faixa de 460-600 nm (resolução de 20 nm). Assinalar, no espectro, o comprimento de onda de máxima absorção.

Tabela 2 - Seleção do máx do complexo

 (nm) 460 480 500 520 540 560 580 600

Absorbância

2.3. Obtenção da curva analítica do complexo

Ajusta-se no espectrofotômetro o comprimento de onda de máxima absorção encontrado através do espectro de absorção. Medir a absorbância das soluções, zerando o equipamento com a solução de referência (branco). Traçar o gráfico da curva analítica, colocando os valores de absorbância no eixo das ordenadas e as correspondentes concentrações do AAS (mol L-1) no eixo das abscissas.

Tabela 3 - Medidas de absorbância das soluções padrão para obtenção da curva analítica

Solução Leitura 1 Leitura 2 Leitura 3 Leitura 4 Leitura 5 Leitura 6 Leitura 7

[AAS] / mol L-1

Absorbância

2.4. Determinação da concentração de ácido acetilsalicílico em comprimidos

a) Preparo da amostra

Pesar um comprimido de aspirina e anotar a massa. Em um béquer (200 mL) dissolver o comprimido em aproximadamente 150 mL de água deionizada e aquecer na temperatura de ebulição, durante 15 minutos, para dissolução completa. Filtrar a solução fria, em um balão volumétrico de 200,00 mL, desprezando o resíduo. Completar o volume do balão, com água deionizada, até a marca de aferição. Pipetar alíquota de 3,00 mL da solução para um tubo de ensaio, adicionar 2,00 ml de água destilada, 9,00 mL da solução de H2SO4 diluído e aquecer em banho fervente por 15 minutos (juntamente com a curva analítica). Esfriar a amostra e adicionar 1,00 mL da solução de Fe 3+ (0,6 mol/L de FeCl3 em H2SO4 1,3 mol/L). Faça 2 replicatas da amostra.

b) Medida da absorbância

Medir a absorbância das soluções de amostra no comprimento de onda de máxima absorção, zerando o equipamento com a solução de referência. Calcular a massa e a percentagem do princípio ativo no comprimido analisado.

3. Relatório

a) Regressão linear: mostre a curva de calibração obtida e a equação da reta, com o coeficiente de correlação (R2). b) Determine a concentração de AAS na solução de amostra preparada em mol L-1, a massa (mg) do AAS contida no comprimido e calcule a % m/m de princípio ativo no comprimido.

c) Calcule o erro relativo da análise com relação ao valor do princípio ativo fornecido pelo fabricante.

d) Calcule o limite de detecção (LD) e o limite de quantificação (LQ) do método baseado em parâmetros da curva analítica. Qual a importância da determinação do LD e LQ?

Prática 3

1. Objetivos: Apresentar ao aluno o procedimento experimental para determinação de amostra utilizando

curva de calibração com adição de padrão.

2. Procedimento:

2.1 Preparo das soluções padrão

Pipetar 2,00 mL (pipeta volumétrica) da amostra (preparada conforme item 2.4a, da Prática 2)

para cada um dos 6 tubos enumerados de 1 a 6. A seguir proceder da seguinte maneira: em cada tubo

contendo 2,0 mL da amostra, adicionar o volume da solução padrão de Ácido salicílico 3,00 g/L, água

deionizada e H

SO

diluído (0,270 mol/L) conforme esquematizado na tabela abaixo.

Tabela 1: Curva analítica com adição de padrão para determinação do AAS .

Solução Volume (mL) Amostra Volume (mL) Ácido Salicílico

Volume (mL)

H

O deionizada

Volume (mL)

H

SO

diluido*

branco

0

0

5,50

9,00

1

2,00

0

3,50

9,00

2

2,00

1,00

2,50

9,00

3

2,00

1,50

2,00

9,00

4

2,00

2,00

1,50

9,00

5

2,00

2,50

1,00

9,00

6

2,00

3,00

0,50

9,00

Aquecer as soluções em um banho de água fervente (em ebulição) durante 15 minutos, esfriar e

adicionar 2 mL da solução de Fe

.

2.2. Obtenção da curva analítica do Complexo

a) Ajustar no espectrofotômetro o comprimento de onda de máxima absorção (520 nm).

b) Utilizando a solução contendo branco (T= 100% ou A= 0) medir a transmitância ou Absorbância das

soluções 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Anotar os valores de Absorbância lidos.

c) “Plotar” o gráfico no excel da curva analítica com adição de padrão.

(Absorbância versus Concentração AAS adicionada)

d) Calcular a concentração de Ácido Acetil Salícilico na amostra utilizando a equação da reta obtida da

curva de calibração com adição de padrão.

Prática 4

1. Introdução

O ponto final em uma titulação espectrofotométrica é avaliado a partir dos dados de absorvância da solução. 0Como esse tipo de titulação é conduzido num recipiente para o qual o caminho óptico é constante, a absorvância é proporcional à concentração. Logo, numa titulação onde o titulante, o reagente ou o produto absorve radiação, um gráfico de absorvância versus volume de titulante adicionado consistirá, se a reação for completa, em duas retas que se interceptam no ponto final.

A forma da curva depende das propriedades ópticas do reagente, titulante e produtos da radiação no comprimento de onda utilizado.

2. Procedimento

a) Preparo da amostra

Num béquer adicione 2,0 mL de solução de amostra de Fe+3, 10 mL de solução de ácido acético 2,50 mol L-1 (pH ~ 4,0), 5 mL de água destilada e 25 mL de ácido salicílico 0,50%. Pipetar uma alíquota de 5,00 mL desta solução, transferir para um béquer de 100,00 mL e completar com água destilada.

b) Leitura da absorvância

Efetuar a leitura em 520 nm de uma alíquota da solução de amostra em diferentes volumes de titulante (EDTA – mol L-1) adicionado.

Tabela 1 - Dados experimentais obtidos para titulação

VEDTA (mL) Absorbância VEDTA (mL) Absorbância

0 1,9 0,2 2,0 0,4 2,1 0,6 2,2 0,8 2,3 1,0 2,4 1,2 2,5 1,4 2,6 1,5 2,7 1,6 2,8 1,7 2,9 1,8 3,0 3. Relatório

a) Construir a curva de titulação e determinar o ponto de equivalência. b) Calcular a concentração em mol/L de Fe (III) na amostra.

Prática 5

1. Introdução

Quando um sistema contém mais de um composto absorvente, admite-se que as várias espécies comportam-se independentemente uma das outras e que a absorvância total do sistema, para um dado comprimento de onda, é a soma das absorvâncias dos compostos individuais. Nisso se baseia a análise de misturas de componentes possuindo curvas de absorvância sobrepostas, com a determinação simultânea dos componentes individuais da mistura.

O caso mais simples é o de um sistema contendo duas espécies de absorção de dois componentes, L e M, bem como o espectro de absorção da mistura. Como as curvas de absorção dos dois componentes se sobrepõem em toda a faixa espectral considerada, a absorvância total, para qualquer comprimento de onda, é a soma das absorvâncias dos componentes L e M. então, para os comprimentos de onda A1 e À2, ter-se-ão as seguintes equações, respectivamente:

Assim a lei de BEER para misturas com mais de uma espécie colorida pode ser aplicada em determinado comprimento de onda, tendo assim a propriedade da ADITIVIDADE.

2. Procedimento:

2.1 Espectros de absorvância das espécies isoladas e da mistura

a) Prepare 50,00 mL de uma solução 2 x 1O-4 mol/L de KMn04 a partir da solução estoque de KMn04 em H2SO4 (verificar concentração no rótulo do frasco).

b) Prepare 50,00 mL de uma solução 2 x 1O-3 mol/L de K2Cr2O7 a partir da solução estoque de K2Cr2O7 em H2SO4, (verificar concentração no rótulo do frasco).

c) Prepare 50,00 mL de uma solução contendo 2 x 1O-3 mol/L de K2Cr2O7 e 2 x 1O -4

mol/L de KMn04.

d) Obtenha no espectrofotômetro espectros das soluções a, b e c usando o branco como referência, na faixa visível

de 420 - 600 nm (com resolução de 20 nm).

Tabela 1 - Seleção do máx para KMnO4, K2Cr2O7 e para a mistura.

 (nm) 400 420 440 460 480 500 520 540 560 A (KMnO4) A (K2Cr2O7) A (mistura)

A

=



b C

+



b C

A

=



b C

+



b C

Sendo:

A= absorvância

b = caminho ótico



= absortividade molar

C = concentração (mol/L)

2.2 Análise espectrofotométrica simultânea de Cr e Mn

a) Em balões de 50,00 mL prepare 5 padrões de KMn04 e K2Cr2O7, separadamente, a partir das soluções estoque KMn04 e K2Cr2O7 respectivamente. Para o KMn04 a faixa de concentração vai de 0,75 a 6,0 x IO

-4

mol/L e para o K2Cr2O7 de 5 a 25x IO

-4

mol/L. Prepare um ensaio em branco para cada curva de calibração.

Tabela 2- Concentrações de KMnO4 e K2Cr2O7 nas curvas de calibração e alíquotas das soluções estoque

Solução padrão KMnO4 K2Cr2O7

[KMnO4] (mol/L) Alíquota (mL) [K2Cr2O7] (mol/L) Alíquota (mL)

1 2 3 4 5 6

b) Tome uma alíquota de 2,00 mL da amostra (considerar a mistura preparada no item 2.1C) e transfira para um

balão volumétrico de 10,00 mL. Complete o balão com água deionizada. Faça três soluções iguais.

c) Obter leitura no espectrofotômetro das curvas analíticas para o KMn04, para o K2Cr2O7 e para a amostra nos dois comprimentos de onda encontrados nos espectros de absorção (item 2).

Tabela 3 - Resultados experimentais para o cálculo das  pela Lei de Beer

Solução padrão Absorvância KMnO4 Absorvância K2Cr2O7

 (Mn)  (Cr)  (Mn)  (Cr) Branco 1 2 3 4 5 6 AMOSTRA

FOTOMETRIA DE CHAMA

Prática 6

1. Instruções gerais

a) Ligar o fotômetro na tomada (verificar voltagem correta); b) Ligar o compressor;

c) Ligar a válvula de gás;

d) Ligar o equipamento no botão LIGA; e) Clicar em ENTRA e acionar a ignição;

f) Regular o fluxo de gás até que os 10 cones azuis da chama se tornem nítidos;

g) Mergulhar o capilar de aspiração em água destilada e aguardar estabilização do equipamento.

2. Procedimento

2.1. Preparo das soluções padrão de Na+, K+, utilizando Li+ como padrão interno

A partir das soluções padrão estoque 100 mg L-1 de K+, Na+ e Li+ preparar uma série de 6 soluções padrão, de acordo com a Tabela 1:

Tabela 1 - Preparo da curva analítica com padronização interna para Na+ e K+

Padrão Volume (mL) Li + 100mg L-1 Volume (mL) Na+ 100mg L-1 Volume (mL) K+ 100mg L-1 Volume Final (mL) Concentração Final Li + mg L-1 Na+ mg L-1 K+ mg L-1 1 2,50 2,50 0,50 50,00 5,0 5,0 1,00 2 2,50 5,00 1,50 50,00 5,0 10,0 3,00 3 2,50 7,50 2,50 50,00 5,0 15,0 5,00 4 2,50 10,00 3,50 50,00 5,0 20,0 7,00 5 2,50 12,50 4,50 50,00 5,0 25,0 9,00 6 2,50 15,00 5,50 50,00 5,0 30,0 11,0

2.2. Preparo da amostra (em duplicata)

Transferir 1,00 mL da amostra para um balão volumétrico de 50,00 mL, acrescente 2,50 mL da solução do padrão interno (Li+ 100mg L-1) e complete o volume com água deionizada até a marca de aferição do balão. Realizar o procedimento em duplicata.

2.3. Calibração do fotômetro

Após a estabilização verificar se o equipamento está calibrado para o Na+ na faixa de 10 a 40 mg L-1, para K+ na faixa de 4 a 16 mg L-1 e para o Li em 10 mg L-1. Caso não esteja, efetuar a calibração.

2.4. Leitura das soluções padrão

Após a calibração, realizar a leitura das soluções padrão e da amostra.

Tabela 2 - Concentrações teórica e lida experimentalmente para cada solução padrão e amostra

Solução [Na+] teórica [Na+] lida [K+] teórica [K+] lida [Li+] teórica [Li+] lida

1 5,0 1,00 5,0 2 10,0 3,00 5,0 3 15,0 5,00 5,0 4 20,0 7,00 5,0 5 25,0 9,00 5,0 6 30,0 11,0 5,0 Amostra 1 Amostra 2

OBS: Ao fim do experimento, deixe passar água destilada pelo queimador por alguns minutos, desligue o aparelho, certificando-se de que a chama está apagada e registro de gás, fechado.

3. Relatório

a) Construir uma curva da [Na+] teórica/[Li +

] teórica versus [Na +

] lida/[Li +

] lida. b) Construir uma curva da [K+] teórica/[Li

+ ] teórica versus [K + ] lida/[Li + ] lida. c) Calcular a concentração teórica de Na+ e K+ na amostra através das curvas. d) Calcular o desvio padrão e o desvio padrão relativo para as concentrações.

e) Calcular o erro relativo entre as concentrações de Na+ e K+ calculadas no item c e a concentrações fornecidas pelo fabricante.

Prática 7

1. Procedimento

1.1. Calibração do Eletrodo de Vidro

a. Ligar o pHmetro e a aguardar 10 min para estabilização;

b. Lavar o eletrodo de vidro com água destilada e secar com papel absorvente; c. Selecionar a calibração (cal);

d. Mergulhar o eletrodo na solução tampão pH 4,01 e aguardar a estabilização; e. Lavar o eletrodo de vidro com água destilada e secar com papel absorvente; f. Mergulhar o eletrodo na solução tampão pH 7,00 e aguardar a estabilização; g. Lavar o eletrodo de vidro com água destilada e secar com papel absorvente.

1.2. Preparo da Amostra

Pipetar 10 mL da amostra de Biotônico Fontoura num béquer de 250 mL, contendo uma barrinha magnética, adicionar aproximadamente 175 mL de água destilada. Colocar o béquer sobre o agitador magnético, montar o eletrodo de vidro de modo a ficar próximo ao fundo do béquer, sem tocar na barrinha. Verifique se a quantidade de água foi suficiente para cobrir a membrana e a junção do eletrodo, caso não tenha sido, adicionar um pouco mais de água.

1.3. Titulação Potenciométrica

a) Medir o pH inicial e titular com solução de NaOH padronizada (0,250 mol L-1). Medir o pH do titulado após cada incremento de base.

Tabela 1 – Medidas do pH durante a titulação e suas derivadas. VNaOH

(mL)

pH 1ª deriv 2ª deriv VNaOH

(mL)

pH 1ª deriv 2ª deriv VNaOH

(mL) pH 1ª deriv 2ª deriv 0 1,9 3,6 0,2 2,0 3,8 0,4 2,1 3,9 0,6 2,2 4,0 0,8 2,4 4,1 1,0 2,6 4,2 1,2 2,8 4,4 1,4 3,0 4,6 1,6 3,2 4,8 1,8 3,4 5,0

b) Lavar o eletrodo e guardá-lo no compartimento contendo solução de KCl.

2. Relatório

a. Construir o gráfico pH versus volume de titulante;

b. Calcular a 1ª e a 2ª derivada, e construir um gráfico de 1ª e 2ª derivada versus volume de titulante; c. Calcular o 1º e 2º ponto de equivalência da titulação utilizando a derivada 1ª e 2ª derivada;

d. Calcular a concentração de ácido fosfórico no Biotônico Fontoura em mol L-1 e em mg L-1;

e. Calcular o erro relativo para a concentração calculada a partir do 1º e do 2º ponto de equivalência, em relação ao valor fornecido pelo fabricante.

EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO

Prática 8

1. Introdução

O iodo molecular é apenas levemente dissolvido em água (1,3 x 10-3 moL/L a 20C), mas sua solubilidade é aumentada pela complexação com iodeto.

I2(aq) + I¯ (aq) I3¯ (aq) Kf = 7 x 102

O coeficiente de distribuição fornece informação quanto ao particionamento de uma substância dissolvida entre duas fases líquidas. A razão de distribuição fornece informação quanto à distribuição de uma espécie entre as duas fases, sendo utilizado quando se trata de uma espécie que tem mais de uma forma química.

2. Procedimento:

Ligar a capela. Transferir para o funil de separção 5,00 mL da solução de iodo, utilizando pipeta volumétrica. Na capela, adicionar 10 mL de solvente (éter, diclorometano ou tetracloreto de carbono), utilizando uam pipeta volumétrica. Nacapela, agitar o funil para que as fases entrem em contato, tomando cuidado com a tampa e abrindo a torneira algumas vezes para eliminação do excesso do gás. Depois disso, na capela, deixar o funil em repouso para separação das fases. Enquanto ocorre a separação, proceder à titulação de 5,00 mL da solução de iodo para determinação da concentração total (CT) com tiossulfato de sódio, usando amido com indicador.

Após a separação retirar a fase aquosa e titular para determinação da concentração de iodo na fase aquosa. A partir dos valores de D (razão de distribuição) obtidos experimentalmente, calcular K (coeficiente de distribuição) para cada um dos solventes.

Dados: Kf do I3¯ = 7,0  10 2

[I¯ ] = 0,06 moL/L

D =

Concentração total na fase orgânica

Concentração total na fase aquosa

C



Caq

CT

=

D =

K

1 + K

[I¯ ]

I

+ 2S

O

_

I

+ S

O

RESINA DE TROCA IÔNICA

Prática 9

1. Preparo da Coluna para Troca lônica

a) Vedar a extremidade inferior de uma coluna (bureta) de 25 mL, com lã de vidro. Adicionar 5 mL de água

destilada e deixar a outra extremidade coberta.

b) Separadamente, colocar cerca de 20 cm de resina trocadora de cátions, cobrindo-a com solução de HCl 6 mol/L,

deixando repousar por alguns minutos, procedendo à agitação por algumas vezes. Decantar a solução e lavar várias vezes com água destilada para eliminar o excesso de ácido.

c) Colocar a coluna inclinada ligeiramente, introduzindo a mistura pastosa até que a resina alcance uma altura de 20

cm da bureta. Em seguida, adicionar água destilada deixando sempre a parte superior da resina coberta. Certifique a não formação de bolhas no leito da resina. Colocar um tampão de algodão na parte superior da bureta, pressionando a resina.

2. Análise da Amostra

a) Tomar 1,00 mL de solução 2,85 mol/L de NaCl e transferir para o interior da coluna. Adicionar água destilada

continuamente, eluindo a amostra, não permitindo que a parte superior da resina resseque.

b) Recolher o ácido formado pela troca em um béquer, testando de vez em quando, uma gota com papel indicador

de pH.

c) Quando não houver mais formação de ácido, interromper a saída da coluna e transfira o eluato para um balão

volumétrico de 50,00 ou 100,00 mL, completando o volume com água destilada.

d) Tomar uma alíquota de 10,00 mL da solução do ácido e titular com NaOH ____ mol/L, usando fenolftaleína

como indicador até o aparecimento da coloração amarela, que persista por 30 segundos.

3. Relatório

a) Calcular a concentração de HCl liberado pela resina na solução diluída (alíquota titulada). b) Calcular a concentração de Na+ trocado pela resina.

c) Calcular a eficiência da coluna.

CROMATOGRAFIA

Pratica 10

1. Aplicação da Cromatografia de Partição sobre Papel

a) (Se não estiver pronto) Preparar soluções padrão de Ferro (III), cobalto (II) e níquel (II), em concentração

aproximada de 10 mg L-1.

b) Cortar uma tira de papel Whatman n° 1 para cromatografia, de aproximadamente 17 cm de altura. c) Picotar as bordas da extremidade inferior do papel, marcando com um lápis a linha de origem.

d) Com um tubo capilar, depositar a amostra e os padrões em duplicata. Colocar em uma cuba previamente

saturada com um sistema de solventes formado por: 8,3 partes de HCl 6 mol/L e 87 partes de acetona e água o suficiente para perfazer 100 volumes.

e) Tampar a cuba e deixar desenvolver a cromatografia por 30 minutos.

f) Medir a distância percorrida pela fase móvel e secar à temperatura ambiente por 5 minutos. Revelar uma das

replicatas com NH4SCNsat/acetona o ferro, cobalto e amostra, e revelar a outra replicata com a solução alcoólica/NH3 de dimetilglioxima o níquel e a amostra. Se necessário, expor a tira a vapores de amônia. Após cada revelação medir a distância percorrida pelo soluto.

Tabela 1 – Distâncias percorridas pelos soluto e solvente para os padrões e amostras.

Distância percorrida pelo soluto Distância percorrida pelo solvente Padrão Fe Co Ni Amostra Fe Co Ni 2. Relatório

a) Calcular o fator de retenção (Rf) para cada padrão.

b) Calcular o fator de retenção (Rf) para cada soluto na amostra.

c) Calcular o erro relativo entre o Rf do padrão e o Rf da amostra para cada metal. d) Justificar a aplicação da cromatografia de papel.