O Volumétrica de Oxirredução

...

O número de mols de MnO4- presentes dividido pelo volume nos dá a concentração real de permanganato na solução a ser utilizada:

[MnO4-] = 3,25x10-4 mol/0,0168 L = 0,020464 mol.L-1

Aplicando o mesmo cálculo para as outras duas titulações, chegamos aos valores apresentados na tabela 2.

Volume MnO4- (L)

Npermanganato (mol)

[MnO4-] (mol/L)

1

0,0168

3,25x10-4

0,019345

2

0,0167

3,24x10-4

0,019425

3

0,0164

3,16x10-4

0,019268

Média

0,019346

Tabela 2: Volumes utilizados para cada titulação, respectivos número de mols e as concentrações de cada replicata.

O valor médio das concentrações das três replicatas é 0,02013 mol/L e esse valor será utilizado como concentração padrão para a determinação de H2O2.

Existem certos cuidados que devem ser tomados ao utilizar solução de permanganato como solução padrão. Como o permanganato é um forte agente oxidante, ele oxida a água formando dióxido de manganês, que é sólido. Essa reação é catalisada por luz, calor, ácidos, bases, calor1. Por conta disso, a solução deve ser repadronizada periodicamente e filtrada para remover partículas sólidas da solução. Além de ser armazendo no escuro para que não haja mais oxidação da água.

Na solução a ser titulado é gotejado 20 gotas de ácido sulfúrico concentrado a fim de aumentar a acidez do meio para que o permanganato reduza de acordo com a seguinte a reação:

MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O

Essa reação acontece com soluções de ácidos fortes. Caso contrário, poderão ser formados produtos Mn(III), Mn(IV) ou Mn(VI), comprometendo a veracidade da análise.1

Determinação de H2O2:

[MnO4-] = 0,019346 mol/L

A reação de oxirredução que ocorre entre o permanganato e o peróxido de hidrogênio é apresentada a seguir:

2MnO4- + 6H+ + 5H2O2 → 2Mn2+ + SO2 + 8H2O

O permanganato reage com o peróxido de hidrogênio numa proporção de 2:5. Nas 3 titulações, os volumes finais foram anotados e multiplicados pela concentração para saber o número de mols necessário para a reação completa.

Volume MnO4- (L)

Npermanganato (mol)

1

0,0180

3,48x10-4

2

0,0180

3,48x10-4

3

0,0184

3,56x10-4

Tabela 3: Volumes de MnO4- utilizados nas 3 titulações, esses volumes multiplicados pela concentração padrão nos dá o número de mols de permanganato.

2 mol MnO4- ------- 5 mol H2O2

3,91x10-4- mol MnO4-------- n mol H2O2

N mol H2O2 = (5/2)x3,48x10-4 mol H2O2 = 8,706x10-4 mol de H2O2

[H2O2] = 8,706x10-4 mol/0,001 L = 0,8706 mol/L

%(m/v) = (0,8706 mol.L-1 x 34,0146 g.mol-1)/10mL.L-1 = 2,9612 g/100 mL = 2,9612 %

Aplicando a mesma rotina de cálculos para as outras duas replitatas, chegamos aos dados apresentados na tabela a seguir:

Volume (L)

[H2O2] (mol/L)

% (m/v)

1

0,0180

0,8706

2,9612

2

0,0180

0,8706

2,9612

3

0,0184

0,8899

3,0270

Média

0,8770

2,9831

Tabela 4: Concentração de peróxido de hidrogênio em mol/L e teor (m/v).

Para a análise estatística dos dados, foi considerado um nível de confiança bicaudal de 95% e 2 graus de liberdade na tabela t-Student. O t tabelado então é igual a 4,303. O valor a ser comparado é 3%, como está escrito na embalagem. Considerando esses parâmetros, temos os dados na tabela a seguir:

Média

S

Er(%)

IC95% (µ± )

Teste t