DETERMINAÇÃO TITULOMÉTRICA DE COBRE EM LATÃO_Química_UTFPR_2010
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA
BACHARELADO EM QUÍMICA TECNOLÓGICA COM ÊNFASE EM AMBIENTAL / LICENCIATURA EM QUÍMICA
JOÃO MARCOS LENHARDT SILVA LEONARDO VIANA DAS CHAGAS LIMA
MICHAEL CHRISTMANN RAFAEL MARTINS DE PAULA
DETERMINAÇÃO TITULOMÉTRICA DE COBRE EM LATÃO
RELATÓRIO ACADÊMICO
CURITIBA 2010
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JOÃO MARCOS LENHARDT SILVA LEONARDO VIANA DAS CHAGAS LIMA
MICHAEL CHRISTMANN RAFAEL MARTINS DE PAULA
DETERMINAÇÃO TITULOMÉTRICA DE COBRE EM LATÃO
CURITIBA 2010
Relatório acadêmico apresentado a disciplina de Química Analítica Aplicada II do curso de Bacharelado em Química Tecnológica / Licenciatura em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR – para obtenção de nota parcial. Profª. Drª. Érika Pereira Félix.
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 1 2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .............................................................. 2 2.1 MATERIAIS E REAGENTES........................................................................ 2 2.2 PROCEDIMENTOS ..................................................................................... 2 2.2.1 PREPARO DA AMOSTRA ........................................................................ 2 2.2.1.1 Ácido Nítrico ........................................................................................... 2 2.2.1.2 Ácido Sulfúrico ....................................................................................... 3 2.2.1.3 Ácido Fosfórico ...................................................................................... 3 2.2.2 Titulação com tiossulfato de sódio............................................................. 3 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 4 3.1 PREPARO DA AMOSTRA E TITULAÇÃO ................................................... 4 3.1.1 Cálculo do teor de cobre .......................................................................... 5 4 CONCLUSÃO ................................................................................................. 7 5 REFERÊNCIAS .............................................................................................. 8
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1 INTRODUÇÃO
O latão é uma liga metálica composta principalmente de Cobre e Zinco, com
uma porcentagem maior do primeiro.
A fabricação dessa liga era conhecida pelos romanos deste 30 a.C. Com o
tempo outros materiais foram adicionados na liga para alterar sua dureza,
maleabilidade e resistência.
Antigamente, o latão era utilizado em ambientes onde há muito contato com
a agua, como canos e banheiras e também barcos. Atualmente, mesmo ainda sendo
empregado, há substitutos mais vantajosos.
Porém, ele ainda é utilizado na fabricação de alguns materiais elétricos,
devido ao fato dele ser um bom condutor elétrico e também como metal decorativo,
pois é ótimo para modelagem. Ele pode passar por cromagem e niquelagem,
adquirindo uma aparência semelhante ao aço inox.
Objetivos
Nesse experimento visa-se determinar a porcentagem de cobre em uma
amostra de latão, além de verificar se a liga metálica é homogênea pelo valor do
desvio padrão.
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2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2.1 MATERIAIS E REAGENTES
Os materiais e reagentes utilizados nos procedimentos foram descritos no
quadro a seguir:
Materiais Reagentes
- 1 Erlenmeyer (250 mL);
- 2 Pipetas volumétricas (10 mL);
- 1 Pipeta volumétrica (2 mL);
- 1 Bureta (25,00 mL);
- 1 Funil de vidro;
- 1 Bastão de vidro;
- 1 Pissete;
- 1 Béquer (100 mL);
- 1 Béquer (50 mL);
- Balança analítica;
- Capela;
- Chapa de aquecimento.
- Solução aquosa de ácido nítrico (1:3);
- Solução aquosa de ácido sulfúrico (1:1);
- Ácido fosfórico concentrado;
- Solução de amido (1%);
- Solução de iodeto de potássio (40%);
- Água destilada;
- Amostra de latão.
Quadro 1 – Materiais e Reagentes. Fonte: Autoria Própria.
2.2 PROCEDIMENTOS
Mediu-se a massa de aproximadamente 0,15 g (valor medido foi anotado
exatamente) da liga de latão em um béquer de 250 mL.
2.2.1 PREPARO DA AMOSTRA
2.2.1.1 Ácido Nítrico
Adicionou-se à amostra 10 mL de uma solução aquosa de ácido nítrico
diluído (1:3).
Aqueceu-se a mistura de ácido e latão, dentro de uma capela com uma
chapa de aquecimento, até a decomposição completa do liga metálica.
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2.2.1.2 Ácido Sulfúrico
Após resfriamento até a temperatura ambiente, adicionou-se à amostra
10 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico diluído (1:1).
Aqueceu-se, dentro de uma capela com uma chapa de aquecimento, até
saída de fumos brancos (SO2).
Após resfriamento até temperatura ambiente adicionou-se 40 mL de água
destilada.
2.2.1.3 Ácido Fosfórico
Adicionou-se à amostra 2 mL de ácido fosfórico concentrado. Em seguida
adicionou-se 10 mL de uma solução de iodeto de potássio 40%.
2.2.2 Titulação com tiossulfato de sódio
Titulou-se a solução obtida no procedimento 2.2.1.3 com uma solução
padrão 0,1 mol.L-1 de tiossulfato de sódio até aparecimento de coloração amarelo
claro. Então se adicionou 3 mL de solução de amido (1%) e procedeu-se a titulação
até desaparecimento da coloração azul por completo.
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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 PREPARO DA AMOSTRA E TITULAÇÃO
A massa de latão medida foi de 0,1607 g e o volume de Na2S2O3 0,1 mol.L-1
foi de 17,4 mL.
Adicionou-se uma solução de HNO3 diluído para solubilizar a liga metálica.
Esta reação forma um complexo entre o cobre e o íon nitrato e também gás NO.
O que aconteceu foi que, segundo Angelo: pelo fato do ácido ser diluído há
muita formação do complexo entre cobre e íon nitrato, o que deu a solução uma
coloração esverdeada. Quando, posteriormente, se adicionou agua destilada, as
moléculas de agua substituíram os íons nitrato, o que fez a solução mudar para azul.
3 Cu0(s) + 8 HNO3(diluído) 3 Cu(NO3)2(aq) + 4 H2O(l) + 2 NO(g)
O H2SO4 foi adicionado para reagir com o estanho, pois este é um dos
interferentes do método. O que ocorreu foi que o ácido sulfúrico reagiu com o
estanho, permitindo que ele faça um complexo com o OH-. Assim, o Sn não pode
mais complexar com o iodeto, não interferindo mais na análise.
Sn(s) + 4 H2SO4(aq) Sn4+(aq) + 2 SO42-(aq) + 2 SO2(g) + 4 H2O(l)
Sn4+(aq) + 6 OH-(aq) [Sn(OH)6]2-(aq)
Foram adicionados 2 mL de H3PO4 para complexar qualquer ferro existente,
pois ele era um interferente.
Em seguida, colocaram-se 10 mL de uma solução de KI 40% para formar um
sal de cobre e I2.
2 Cu+2(aq) + 4 KI(aq) 2 CuI(s) + I2 + 4 K+(aq)
Foi o I2 que foi analisado pela reação com a solução padronizada de
Na2S2O3 0,1 mol.L-1. Ou seja, a análise foi indireta.
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3.1.1 Cálculo do teor de cobre
A estequiometria entre o I2 e o íon Cu+2 é de 2:1, logo o valor achado para a
quantidade de matéria de I2 era a metade do valor do Cu+2. Então, para achar a
quantidade de matéria de cobre dissolvido do latão foi necessário achar a
quantidade de matéria de I2 consumida na reação com Na2S4O6.
O volume gasto de Na2S4O6 (0,1 mol.L-1) foi de 17,4 mL. Então, a
quantidade de matéria de I2 utilizada foi de:
I2 (aq) + 2 Na2S2O3 (aq) → Na2S4O6 (aq) + 2 NaI (aq)
1 mol --------- 2 mol
n(I2) ------ n(Na2S2O3)
n(I2) = 0,5. n(Na2S2O3)
n(I2) = 0,5.C(Na2S2O3).V(Na2S2O3)
n(I2) = 0,5. (0,1 mol.L-1).(17,4.10-3 L)
n(I2) = 8,7.10-4 mol
Logo, a quantidade de matéria de Cu+2 foi igual a:
2 Cu+2 (aq) + 4 KI (aq) → Cu2I2 (aq) + I2 (aq) + 4 K+
(aq)
2 mol -------------1 mol
n(Cu+2) --------------- n(I2)
n(Cu+2) = 2.n(I2)
n(Cu+2) = 2. 8,7.10-4 mol
n(Cu+2) = 17,4.10-4 mol
Sabendo que a massa molar do cobre vale 63,546(3) g.mol-1, então a massa
de cobre no latão era de:
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m(Cu no latão) = n(Cu+2).MM(Cu
+2)
m(Cu no latão) = 17,4.10-4 mol. 63,546(3) g.mol-1
m(Cu no latão) = 0,111 g
Portanto, a porcentagem de cobre no latão era de:
A porcentagem de cobre em Latão Liga 260 é de 70% (Latão Liga 260).
Portanto, o valor achado por titulação encontrava-se próximo ao valor real.
De forma análoga outras 5 determinações foram executadas, os valor
encontrados para a taxa de cobre na amostra foi relacionado na tabela 1:
Tabela 1: Determinações do teor de cobre.
Determinação Teor de cobre (%)
1 68,5
2 67,3
3 69,1
4 69,8
5 70,1
6 70,6
Fonte: Autoria Própria.
Calculou-se a média e o desvio padrão das análises. O valor encontrado
para o teor de cobre na amostra foi de:
(69,23 ± 1,20) %
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4 CONCLUSÃO
Para a liga de latão analisada chegou-se a uma porcentagem média de
69,23 % com desvio padrão de 1,20 %, com isso pose-se concluir que essa era uma
liga do tipo 260, devido a esse desvio relativamente baixo pôde-se concluir que a
liga analisada era homogênea, até porque existe o erro do método, como por
exemplo passar do ponto de viragem ou ainda parar a titulação antes do ponto de
viragem.
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5 REFERÊNCIAS
ANGELO; COPPER + NITRIC ACID. Disponível em: <http://www.angelo.edu/faculty/kboudrea/demos/copper_HNO3/Cu_HNO3.htm>. Acesso em: 05 nov 2010. CHEMISTRY COMES ALIVE: COPPER IN CONCENTRATED SULFURIC ACID. Disponível em: <http://jchemed.chem.wisc.edu/jcesoft/CCA/CCA3/MAIN/CUNASID/PAGE1.HTM>. Acesso em: 05 nov 2010.
DETERMINAÇÃO DE COBRE EM LATÃO. Disponível em: <http://domfeliciano sec.dyndns.org/marcelo.antunes/cobre%20em%20latao.htm>. Acesso em: 05 nov 2010. LATÃO LIGA 260: FICHA TÉCNICA; Disponível em: <http://www.qualinox.com.br/ficha_latao.htm>. Acesso em 05 nov 2010.