UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL

CURSO DE QUÍMICA – BACHARELADO

DISCIPLINA: QUÍMICA ANALITICA EXPERIMENTAL II

PRÉ-RELATÓRIO:

DETERMINAÇÃO DE CLORO ATIVO EM PRODUTO

COMERCIAL: CLORO PARA PISCINA

Nome: Ariane Quaresma Arce

Andressa Tatiane de Souza Xavier

CAMPO GRANDE

2013

Relatório:

Determinação de cloro ativo em produto comercial: cloro para piscina

RELATÓRIO DAS AULAS PRATICAS

DE QUIMICA ANALITICA

EXPERIMENTAL II – CURSO

BACHARELADO EM QUÍMICA

TECNOLÓGICA. Centro de Ciências

exatas da Universidade Federal de Mato

Grosso do Sul.

Profª Drª. Marcia Helena Rizzo da Matta

CAMPO GRANDE

2013

Sumário

INTRODUÇÃO...............................................................................................................1

OBJETIVO......................................................................................................................3

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL............................................................................3

DISCUSSÃO....................................................................................................................5

BIBLIOGRAFIA..............................................................................................................6

Resumo

Utilizado em determinados processos e com diversos fins, o hipoclorito de sódio é

frequentemente encontrado em água sanitária, principalmente no Brasil. Porém, com a

crescente produção clandestina, tornou-se fato a possibilidade do consumidor estar sendo

lesado. O presente trabalho tem como objetivo a determinação de Cloro Ativo em Hipoclorito

de Cálcio pelo método de Iodometria

Palavras-chaves: hipoclorito de cálcio. Cloro ativo. Titulação. Iodometria.

Introdução

Cloro ativo é a quantidade de compostos oxi-clorados e de íons oxi-clorados. Por

apresentar forte poder oxidante e desinfetante, o cloro é uma substância historicamente

escolhida para desinfecção da água para o consumo humano, visando à destruição de

microrganismos patogênicos e prevenção das doenças de transmissão hídrica (Meyer, 1994).

Para o tratamento da água, o uso de cloro é justificado em função do baixo custo, fácil

aplicação, ação antibacteriana a temperatura ambiente e tempo relativamente curto para exercer

sua atividade antimicrobiana, entre outros (Tominaga & Fidio, 1999).

O hipoclorito de sódio, na forma de água sanitária é o produto de escolha para a assepsia

de frutas e legumes no ambiente doméstico, sendo a formulação de solução facilmente

realizada pelo consumidor (Bruno & Pinto, 2004). Quando o cloro é adicionado a uma água

quimicamente pura ocorre a seguinte reação (Degrémont, 1979):

Cl2 + H2O ↔ HOCl + H+

+ Cl-

O ácido hipocloroso (HOCl), formado pela adição de cloro à água, se dissocia

rapidamente (Degrémont, 1979):

HOCl ↔ H+

+ OCl-

O cloro existente na água sob as formas de ácido hipocloroso e de íon hipoclorito é

definido como cloro residual livre (Opas, 1987; Rossin, 1987). O cloro também pode ser

aplicado sob as formas de hipoclorito de cálcio e hipoclorito de sódio, os quais, em contato com

a água, se ionizam conforme as reações:

Ca(OCl)2 + H2O ↔ Ca2+

+ 2OCl- + H

2O

NaOCl + H2O ↔ Na+

+ OCl- +H2O

Em produtos para piscina o cloro vem ligado ao sódio, podendo estar na forma

concentrada ou não. Não há legislação federal sobre qualidade de água de piscinas, no Brasil,

entretanto pela Norma NBR 10818 Novembro/1989 da ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE

NORMAS TECNICAS (ABNT) Cloro livre entre 0,8 e 3,0 mg/L pH entre 7,2 e 7,8.

O teor de cloro ativo presente em produto comercial especifica quanto de hipoclorito de

sódio ou cálcio está presente na mistura. A concentração de cloro apresentada, quando em

níveis menores que o estabelecido pela legislação, fará com que o consumidor esteja

comprando água quase pura. Ao contrário, caso seja uma solução com cloro ativo muito

elevado, poderá levar a agravos a saúde, pois o cloro em excesso pode se transformar em gás e

entrar em contato com a pele e sistema respiratório. (Brasil, 2013).

Objetivo

Padronização de uma solução de tiossulfato de sódio com dicromato de potássio (padrão

primário) pelo método indireto.

Determinação de “cloro ativo” em produto comercial: cloro para piscina, pelo método

de iodometria.

Materiais e Reagentes

Materiais

- Balão volumétrico de 250 mL

- Erlenmeyer de 250 mL

- Bureta de 25 mL

- Pipetas volumétricas de 1, 5, e 15 mL

- Proveta de 50 mL

- Balança analítica

- Béquer de 250 ml

- Capsula de porcelana

- pistilo

Reagentes

- Na2S2O3 0,05 mol/L

- HCl 1mol/L

- Solução de amido

- Água destilada

- CH3COOH concentrado

- Solução de KI 1 mol.L-1

-Solução de carbonato àcido de sódio

- K2Cr2O7

- Hipoclorito de calcio

Propriedades Físico-química dos reagentes.

Ácido acético Formula molecular: CH3CO2H

Peso molecular: 60g/mol Forma Líquido

Odor Pungente

Cor Incolor

Valor do pH Em 50g/l H2O (20°C) 2,5

Temperatura de fusão 17 °C

Temperatura de ebulição (1013 hPa) 116 – 118°C

Pressão de vapor (20°C) 15,4hPa

Densidade de vapor relativo 2,07

Densidade (20°C) 1,05g/cm3

Solubilidade em Água (20°C) 1000g/ml

Dicromato de potássio Fórmula molecular: K2Cr2O7

Peso molecular: 254,97 g/mol

Temperatura de fusão:

398 °C

Densidade : 2,676 g/cm³

Solubilidade em água Solúvel em água e insolúveis álcool etílico

Viscosidade Não disponível

Aspecto / Cor Pó cristalino alaranjado

Cheiro Sem cheiro

Iodeto de potássio Fórmula molecular: KI

Peso molecular: 166,00 g/mol

Temperatura de fusão:

1330 °C (1603 K)

Densidade : 3.13 g/cm3, sólido

Solubilidade em água 128 g/100 ml (6 °C)

Aspecto / Cor Sólido branco cristalino

Cheiro Sem cheiro

Hipoclorito de cálcio Formula molecular: Ca(ClO)2

Peso molecular: 142,98 g/mol

Estado físico

Pó granulado.

Cor Branco a ligeiramente cinza

Odor Penetrante.

Ponto de ebulição (aproximadamente 760 mm Hg): 175ºC

Ponto de fulgor Não inflamável.

Densidade a 20ºC: 2,35 g/cm3

Solubilidade 21 g/100 mL, reage

Procedimento Experimental

A - Preparo de solução 0,05 mol/L-1

de Na2S2O3

Prepará-la com água recém-destilada, e padronizar conforme descrito a seguir; conservar

em frasco de vidro âmbar, acrescentando ainda 3 gotas de clorofórmio se a conservação for

necessária por mais de uma semana.

B - Preparo da solução de amido utilizada como indicador

Triturar 1g de amido com um pouco de água e adicionar a suspensão a 100ml de água

quente, sob agitação. Acrescentar 2g de iodeto de potássio e agitar para dissolução e

homogeinização.

C - Padronização da solução de Na2S2O3

Pesar 0,1030g de dicromato de potássio (K2Cr2O7) seco em estufa por 1 hora e dissolveu

a amostra em cerca de 100 mL de água destilada. Em um erlenmeyer de 250 ml Adicionou-se

10,00 ml de solução 1M KI e 2 mL de HCl concentrado. Acrescentou-se alíquota de 25 ml da

solução de dicromato de potássio, padrão primário, cobriu-se com vidro relógio e deixou em

reagindo na obscuridade por aproximadamente 5 minutos. Acrescentou-se cerca de 50 ml de

água destilada, e titulou-se com solução 0,05 mol.L-1

tissulfato de sódio (Na2S2O3), agitando

sempre, até que a cor castanha se torne amarela. Adicionou-se 2mL de amido (indicador)

continuar a titulação até o brusco desaparecimento da cor azul. Anotar o volume consumido de

Na2S2O3. A titulação foi realizada em triplicata.

D- Preparação e análise da amostra de hipoclorito (Ca(ClO)2)

Pesou-se 0,1032 g de amostra de Ca(ClO)2 para se preparar 100 ml de solução, triturou-se

a amostra em uma capsula de porcelana com auxilio de um pistilo de fácil fim de se obter um pó

fino de fácil dissolução. Transferiu-se para um erlenmyer de 250 ml uma alíquota de 25 ml da

solução diluída da amostra. Acrescentou-se aproximadamente 30 ml de água destilada, 10 ml de

solução 1 mol .L-1

de iodeto de potássio e 10 ml de solução concentrada de ácido acético,

homogeinizando a cada adição. Titulou-se o iodo liberado com solução 0,05 mol.l-1

,

padronizada, de tiossulfato de sódio, até cor “amarelo palha” no meio. Acrescentou-se 2 ml de

suspensão indicadora de amido, e titulo-se até o brusco desaparecimento da cor azul no meio. A

titulação foi realizada em triplicata.

Discussão e resultados

Padronização da solução de Na2S2O3

Na titulação de padronização da solução de Na2S2O3 o volume médio gasto foi de 12,26

mL de K2Cr2O7 0,03501 mol/L ocorrendo mudança de coloração na solução, de azul escuro para

verde claro. A concentração experimental encontrada do Na2S2O3 foi de 0,04283 mol/L. A

reação química e os cálculos que foram desenvolvidos para encontrar essa concentração são

apresentados logo abaixo.

Produção do I2: K2Cr2O7 + 14 HCl + 6KI → 8KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3I2

Na titulação: I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

molaridade =m/MM.v

molaridade K2Cr2O7 = 0,1032g/(294,20x100.10-3

) = 3,501.10-3

mol de K2Cr2O7

N° de mols de K2Cr2O7 = (3,501. 10-3

mol/L) x (25,00. 10-3

L) = 8,7525. 10-5

mol

N° de mols de I2 Produzido = (8,7525. 10-5

mol de I2) x (3 mol de I2/ 1mol K2Cr2O7 )

N° de mols de I2 Produzido = 2,6257.10-4

mol

N° de mols de Na2S2O3 consumidos=(2,6257.10-4

mol de I2)x ( 2 mol de Na2S2O3 / 1 mol de I2)

N° de mols de Na2S2O3 consumidos = 5,2515.10-4

mol

[Na2S2O3] experimental= (5,2515.10-4

mol/12,26ml) x (100 ml / 1 l) = 0,04283 mol.L-1

F=Mr/Mt

F=0,004283/0,05= 0, 8583

A cor azul escura da solução antes do ponto de equivalência é creditada á absorção do

iodo pela cadeia helicoidal da β-amilose, um constituinte macromolecular da maioria dos amidos

(Skoog et al., 2006). A adição do amido antes do ponto de equivalência causa seu esmaecimento

de cor, sendo isso uma boa indicação das vizinhanças do ponto final. Porém, se o amido fosse

adicionado no começo da titulação (concentração alta de iodo), grande parte do iodo formado,

ficaria adsorvida em sua superfície, mesmo no ponto final (Volgel, 1992).

A solução de tiossulfato de sódio foi padronizada, pois o sal não se enquadra como um

padrão primário. Normalmente as soluções devem ser preparadas com água destilada

previamente fervida para eliminar o CO2 dissolvido e também prevenir a decomposição do

tiossulfato por bactérias. É adicionado cerca 1,0 g de hidrogenocarbonato para garantir uma leve

alcalinidade na solução, pois íon S2O32-

se decompões em meio ácido, catalisado pela ação da

luz, liberando enxofre coloidal e conferindo uma turbidez na solução. Por outro lado,

hidrogenocarbonato > 0,1 g L-1

, não devem ser adicionados, pois tendem a acelerar a

decomposição sob ação do oxigênio atmosférico:

S2O3-2

+ 2O2+ H2O → 2SO4-2

+ 2H+

Determinação da concentração de cloro ativo em produto comercial: cloro para piscina.

Na reação entre o iodeto de potássio e o hipoclorito de sódio em presença de ácido

ocorreu a formação de iodo, que foi observado pela formação da cor marrom na solução.

Ao iniciar a titulação com o tiossulfato de sódio, a coloração mudou de marrom para

amarelo claro, devido a maior concentração de cloro ativo, liberado sob ação de ácido diluído.

Com a menor concentração de iodo, adicionou 2 ml de amido, para complexar com o iodo,

formando uma coloração azul clara, que se manteve até o ponto final da titulação. Quando todo o

iodo foi consumido pelo o tiossulfato, a solução apresentou uma coloração incolor, devido à

formação do Na2S4O6.

Nessa titulação indireta do iodo para determinação do cloro ativo foram consumidos 8,3

mL de Na2S2O3. Logo, pela concentração de Na2S2O3 e por esse volume consumido do mesmo, o

número de mol de I2 formado na reação entre o Ca(ClO)2 e o KI liberado foi de 1,7840.10-4

mol.

A concentração obtida de hipoclorito de cálcio na amostra foi de 1,7840.10-4

mol/L, sendo

encontrado x %p/p de cloro ativo para o frasco comercial utilizado. Os cálculos logo abaixo

mostram como foram encontrados esses valores.

Produção do I2: Ca (ClO)2 + 2CH3COOH + 2I → Ca2+

+ 2ClO- + 2CH3COOK + H2O + I2

Na titulação: I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

N° de mols de Na2S2O3= (0,04283 mol/1L)x (8,33. 10-3

L) = 3,5681. 10-4

mol

N° de mols de I2 liberado= (3,5681. 10-4

mol de Na2S2O3) x ( 1 mol de I2/ 2 mol de Na2S2O3)

N° de mols de I2 liberado = 1,7840. 10-4

mol

N° de mols de Ca (ClO)2 consumidos = N° de mols de I2 liberado = 1,7840. 10-4

mol

[Ca (ClO)2] experimental=(1,7840. 10-4

mol / 25 ml) x ( 100 ml/ 1L) = 7,1362.10-3

mol/L

Como o teor de cloro ativo presente no produto para piscina especifica a quantidade de

hipoclorito de cálcio presente na mistura com água, temos:

1 mol de Ca(ClO)2 → 2 mol de ClO-

X → 7,1362 10-4

mol

X= 3,5680.10-4

mol Ca(ClO)2

[Ca (ClO)2] =( 3,5680.10-4

mol) x (142,98 g) = 0,05102 g de Ca(ClO)2

0,1032 g de amostra → 0,05102 g de Ca(ClO)2

100 g de amostra → x

X= 49,43g de Ca(ClO)2 /100 g de amostra= 49,43 % de Ca(ClO)2

0,1032 g de amostra → 71 g de Cl2

0,05102 g → x

X = 35,10 g de Cl2

71 g de Cl2 → 100 %

35,10 g Cl2 → x

X = 49,43% de Cl2

A concentração de cloro ativo determinado durante a titulação está próxima da faixa contida na

amostra foi de 49,43 % ficando 15,57% (65 % - 49,43%) de acordo com dados da literatura o

pó alvejante comercial contem de 36 a 38 % de cloro ativo( vogel,1992), essa porcentagem

encontrada estaria acima da faixa considerada, mas está abaixo do valor apresentado no rotulo do

produto analisado da marca HTH. Talvez o valor obtido seja devido a problemas de vedação da

embalagem em virtude do cloro evaporar muito facilmente na forma do gás Cl2, ou devido a erro

de manipulação diminuindo assim sua concentração.

CONCLUSÃO

A concentração padrão de Na2S2O3 determinada experimentalmente foi de 0,04243

mol/L, um valor bastante próximo da concentração rotulada no frasco que era de 0,05 mol/L.

A % p/p de cloro ativo encontrada na titulação indireta com o iodo foi de 49,43%, com

um desvio de 15,57% (65% - 49,73%) em relação ao valor mínimo definido pelo fabricante.

Entretanto, a porcentagem encontrada (49,43%) está acima da faixa de %p/p (36% a 38%) de

cloro ativo em hipoclorito definida pela literatura ( vogel,1992).

Referências

VOGEL, A I. Análise Química Quantitativa, 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,

1992, p. 314-330

BACCAN, N., ANDRADE. J.C., GODINHO, O.E.S., BARONE, J.S. Química Analítica

Quantitativa Elementar, 2. ed. Campinas: UNICAMP, 1985, 259p.

BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância Sanitária. Portaria nº 89 de 25 de agosto

de 1994. Determina que o registro dos produtos saneantes domissanitários "Água sanitária" e

"Alvejante" categoria Congênere a Detergente Alvejante e Desinfetante para uso geral seja

procedido de acordo com as normas regulamentares anexas a presente. Diário Oficial da União.

Brasília, 26 ago. 1994. Disponível em <http://e-

legis.anvisa.gov.br/leisref/public/showAct.php?id =329&word=#'> acessado em 21 jan 2013.

TOMINAGA, Maria Y.; FIDIO, Antonio F. Exposição humana a trialometanos presentes em

água tratada. Revista de Saúde Pública. São Paulo. v.33, n.4, p.413-421,1999.

MEYER, Scheila T. O Uso de Cloro na Desinfecção de Águas, a Formação de Trihalometanos e

os Riscos Potenciais à Saúde Pública. Caderno de Saúde Pública. Rio de Janeiro. v.10, n.1.,

p.99-110, 1994.

BRUNO, Laura Maria. PINTO, Gustavo Adolfo Saavedra. Aplicação de cloro no preparo de

hortaliças frescas para consumo doméstico. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza. v.35,

Número Especial, p.259-263, 2004.

WINDHOLZ, Martha, edit. The merck index: an encyclopedia of chemicals and drugs. 9. ed.

Rahway: Merck, 1976. p 11-1491.