VOLUMETRIA REDOX

5/14/2018 VOLUMETRIA REDOX - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/volumetria-redox-55ab4dbd49997 1/5

VOLUMETRIA REDOX

Canoas, 04 de outubro de 2005

I - INTRODUÇÃO

Uma importante classe de titulações são as reações de redução-oxidação ou "redox", onde um agenteoxidante e um agente redutor reagem. Uma oxidação é definida como a perda de um elétron para umagente oxidante (que é reduzido) para um maior ou mais alto estado de oxidação positiva, e redução édefinida como um ganho de elétrons de um agente redutor (que se oxida) para dar um menor ou maisnegativo estado de oxidação.

II - SISTEMAS REDOX

Se bem que todas as reações de óxido-redução sejam baseadas em transferência de elétrons, isto nemsempre é imediatamente visualizado nas equações das reações. O processo pode ser mais bemcompreendido se for dividido em duas fases separadas, a oxidação de uma substância e a redução de outra.

Exemplos:

Nessas fases, é necessário anotar o número exato de elétrons que são liberados ou tomados de forma aequilibrar as cargas. É fácil observar, a partir dessas fases, o que o corre no prosseguimento da reação: oselétrons liberados pelo Sn2+ são recebidos pelo Fe3+.

De um modo geral, cada reação de óxido-redução deve ser encarada como o somatório das fases deoxidação e redução. As fases individuais de redução ou oxidação, que envolvem a liberação ou captura deelétrons, são às vezes denominadas reações de semicélulas , porque de suas reações podem ser construídascélulas galvânicas (baterias).

1. - Sistema Redox Simples

São aqueles nos quais somente elétrons são trocados entre as formas oxidadas e reduzidas da substância. Oexemplo acima pertence a esta categoria. Geralmente estes sistemas podem ser definidos pelo seguinteequilíbrio:

a Ox + ne <-> b Red

onde Ox e Red representam, respectivamente, a forma oxidada e reduzida da substância, a e b sãocoeficientes estequiométricos e n é o numero de elétrons trocados. Se o numero de moles em ambos oslados do equilíbrio for igual ( a = b ), teremos um sistema redox homogêneo . Caso os moles de a e b sejamdiferentes, o sistema será considerado não-homogêneo.

III - TITULAÇÕES REDOX

1. - Iodimetria e Iodometria

Os íons iodeto são redutores, sendo ao mesmo tempo oxidados a iodo:



O número de oxidação do iodo muda de –1 para 0. Os íons iodeto são, na maioria das vezes, adicionados naforma de iodeto de potássio KI.

Exemplos:

Os oxidantes fortes oxidam os íons iodeto a iodo e os redutores fortes reduzem o iodo a iodeto. Por isso osmétodos volumétricos envolvendo o iodo se dividem em dois grupos:

Os métodos indiretos (iodometria), em que os oxidantes são determinados fazendo-os reagir com umexcesso de íons iodeto e determinando-se o iodo liberado com um redutor padrão, como o tiossulfato desódio (ex.: determinação de halogênios, determinação de ozônio, determinação de cério ( Ce 4+),determinação de ferro (Fe3+), etc. .

Os métodos diretos (iodimetria), em que se utiliza uma solução padrão de iodo para se determinar redutoresfortes, geralmente em meio neutro ou levemente ácido (ex.: determinação de água pelo método de KarlFisher, determinação de hidrazina, determinação de estanho (Sn2+), determinação de arsênio (As(III), etc) .

Estes métodos volumétricos são baseados na semi-reação:

Os íons iodeto são redutores fracos que reduzem oxidantes fortes, quantitativamente. Os íons I -, não sãousados diretamente como titulante por várias razões, dentre elas a falta de um indicador visual apropriado ea velocidadede reação lenta.

As principais fontes de erros em titulações iodométricas (e iodimétricas) são a oxidação de uma solução deiodeto pelo ar e a perda de iodo por volatilização. No primeiro caso, os íons iodeto em meio ácido sãooxidados lentamente pelo oxigênio atmosférico,

Esta reação é lenta em meio neutro, mas sua velocidade aumenta com a diminuição do pH e é bastanteacelerada pela exposição intensa à luz. Ela é também afetada pela reação dos íons iodeto com outrassubstâncias oxidantes presentes no meio e pela presença de substâncias que apresentem efeitos catalíticos.

Na titulação iodométrica de agentes oxidantes, onde um excesso de iodeto se faz presente em solução, nãose deve demorar muito para iniciar a titulação do iodo. Se for necessário um maior período de tempo para areação se completar, o ar deve ser removido da solução e a atmosfera em contato com ela deve ser inerte(ex.: argônio, nitrogênio ou dióxido de carbono). Isto pode ser feito adicionando-se, sucessivamente, três ouquatro porções de alguns miligramas de bicarbonato de sódio, após a adição do ácido usado para ajustar omeio reacional. Em seguida a esta operação, um excesso de iodeto de potássio é adicionado, na formasólida, e o frasco de titulação é imediatamente fechado. Esta operação reduzirá a quantidadede ar dissolvidona solução e irá gerar uma atmosfera (local) com excesso de CO2.

O iodo é solúvel em água na proporção de 0,001 mol L -1, à temperatura ambiente, mas a sua solubilidade éaumentada na presença de íons iodeto. Assim, a perda de iodo por volatilização é evitada pela adição de umgrande excesso de íons iodeto, os quais reagem com o iodo para formar íons triiodeto, segundo a equação:



Em titulações a uma temperatura de cerca de 25 ºC, as perdas de iodo por volatilização são desprezíveis sea solução contiver cerca de 4% m/v de iodeto de potássio. Em dias quentes, ou quando se fizer necessário,pode-se reduzir as perdas de iodo por volatilização titulando-se a solução em um banho de gelo.

A formação da espécie I3- não altera nem introduz erros mensuráveis no método iodométrico, porque os

potenciais-padrão de eletrodo das semi-reações

São quase idênticos e, como conseqüência, a formação dos íons I3-pouco afeta o par I2 /I-.

2. - Permanganometria

Permanganato de Potássio (KmnO4) é um sólido marrom-escuro, que produz uma solução violeta quandodissolvido em água, sendo esta uma característica dos íons permanganato. O permanganato de potássio éum forte agente oxidante que age diferentemente de acordo com o pH do meio.

3. - Dicromato de Potássio

O dicromato de potássio (K 2Cr2O7) é um enérgico agente de oxidação, sólido, laranja avermelhado, que dáuma solução aquosa de coloração laranja. Em soluções fortemente ácidas, os íons dicromato são reduzidos acromo (III):



O número de oxidação do Cr varia de +6 para +3. A solução torna-se verde-clara, sendo a coloração devidaaos íons Cr3+.

4. - Ácido Nítrico

O ácido nítrico (HNO3) tem sua ação dependente da concentração do ácido e da temperatura da solução.Normalmente, forma-se o óxido de nitrogênio num processo envolvendo três elétrons:

O NO é um gás incolor que reage rapidamente com o oxigênio da atmosfera, formando o dióxido denitrogênio de cor marrom avermelhada:

É interessante a realização de uma oxidação desse tipo em um frasco de boca estreita. Colocando ácidonítrico não muito concentrado sobre lamalha de ferro, aquecendo-se a mistura, pode-se observa que adissolução produz um gás incolor, quando ainda no interior do frasco:

Sobre a boca do frasco, o gás, exposto ao oxigênio da atmosfera, torna-se marrom avermelhado, devido aoprosseguimento da reação.

5. - Dióxido de Enxofre e Ácido Sulfur oso

O gas dióxido de enxofre (SO2), quando dissolvido em água, forma o ácido sulfuroso (H2SO3). É um forte

agente redutor, tendo sua ação baseada na transformação dos íons sulfito em sulfato. O número deoxidação do enxofre muda de +4 para +6, visto que 2 elétrons são liberados no processo:

IV - EQUILIBRIO DAS EQUAÇÕES DE OXIDO-REDUÇÃO

Em geral, ao equilibrarmos uma equação de óxido-redução, devemos observar os seguintes passos:

Definir os produtos da reação

Expressar as equações das reações de semicélulas dos estágios de redução e oxidação.

Multiplicar cada equação de semicélula por um fator tal que ambas as equações contenham o mesmonúmero de elétrons.

Finalmente somar essas equações e cancelar as substâncias que aparçam em ambos os termos da equaçãoresultante.

Segue abaixo um exemplo.



V - CONCLUSÃO

Foi apresentado neste trabalho, uma introdução a titulação de oxi-redução, ou, titulação redox. Vimos umabreve introdução sobre agentes oxidantes e agentes redutores, e alguns métodos de titulação, juntamentecom alguns agentes utilizados nestas reações. Este tipo de informação é muito utilizado e muito necessárioem cálculos e reações químicas, para sabermos exatamente a reação que está ocorrendo, o porque, oucomo se dará a reação. Existe muito mais informação sobre Redox, mas que não está ligada diretamentecom as titulações redox, sendo assim, não é necessário o conhecimento destas, para as titulações. Foitambém apresentado, um resumo de equilíbrio de equações de redox, que é de importância vital para ocálculo exato da equação em questão.

VI - BIBLIOGRAFIA

VOGEL, Artur Israel - Análise Química Quantitativa . 5ª edição, Editora Mestre Jou, 1981. págs. 116 –129

CHRISTIAN, G.D.. Analytical Chemistry. 5ª edição, Cap. 12, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1994.

SKOOG, D.A. - WEST, D.M. e HOLLER, F.J.. Fundamentals of Analytical Chemistry. 7 edição, SaundersCollege Publishing, Orlando, 1996. págs. 363 - 365 e 381 -383.

VOLUMETRIA REDOX

Documents

Transcript of VOLUMETRIA REDOX