A DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE Fe

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Fe2+(aq) + 2HNO3(aq) [pic 3]Fe3+(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(L) (2)

Do mesmo modo como nas titulações ácido-base, este método precisa de uma indicação para o ponto final da titulação. No caso de uma titulação redox, indicadores e eletrodos são normalmente utilizados para tal finalidade. Um indicador redox é uma substância que ao passar de seu estado oxidado para seu estado reduzido muda de coloração. Para este experimento, o KMnO4 foi utilizado como um reagente auto-indicador, pois uma propriedade útil de uma solução de permanganato de potássio é sua cor púrpura intensa, que é suficiente para servir de indicador para a maioria das titulações (SKOOG et al., 2007). Consequentemente, um pequeno excesso do titulante permanganato de potássio, que ocorre imediatamente após o ponto de equivalência, produz uma cor rosa na solução titulada que sinaliza o final da titulação. O problema com os reagentes auto-indicadores é que ocorre sempre excesso de agente oxidante no ponto final (VOGEL et al., 2012). Portando, durante a titulação o KMnO4 reage com o Fe(II) da amostra segundo a reação (3), resultando em uma substância incolor. Contudo, quando é adicionado KMnO4 em excesso, a coloração passa a ser rosa clara, devido à falta de Fe(II) para reagir e assim se obtém o ponto final. O fato da perda de coloração novamente, se deve ao fato do permanganato reagir com outras substâncias.

5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+(aq) [pic 4]5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(L) (3)

Nessa reação, o Fe (II) está sofrendo oxidação, segundo a reação (4), ou seja, recebe um elétron, enquanto o MnO4- doa esse elétron, sofrendo assim redução, segundo a reação (5).

Fe2+ + e- [pic 5]Fe3+ Eº= +0,77 (4)

MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- [pic 6]Mn2+(aq) + 4H2O(L) Eº = 1,51 V (5)

Os volumes gastos para a titulação das triplicatas estão reunidos na Tabela 1, juntamente com a concentração de íons Fe (II). As concentrações de íons Fe (II) foram determinadas através de equações matemáticas (6) e (7), em que tem-se que o número de mols de Fe (II) (nFe(II)) seja igual ao número de mols do MnO4- (nMnO4-) no ponto de equilíbrio. Pela estequiometria da reação (3) temos que o número de mols de Fe (II) é cinco vezes o número de mols de MnO4-. Como o número de mols de uma substância pode ser encontrado através da multiplicação entre seu volume e sua concentração, podemos substituir essa relação em (6) e obteremos (7).

NFe(II) = 5nMnO4- (6)

MFe(II) x VFe(II) = 5 x MMnO4- x VMnO4- (7)

Resolvendo para a primeira alíquota temos que:

MFe(II) x 50,0 mL = 5 x [0,02 mol L-1 x 11,20 mL]

MFe(II) = 0,0224 mol L-1

Para as outras duas alíquotas os cálculos foram análogos ao demonstrado.

Tabela1: Volume de KmnO4 gasto nas titulações da amostra de xarope, juntamente com as concentrações de FeSO4 e Fe(II) determinada na amostra do referido medicamento.

Replicata

Volume gasto de KmnO4 (±0,05 mL)

Concentração de FeSO4 (mol L-1)

Concentração de FeSO4 (mg mL-1)

Concentração de Fe(II) (mg mL-1)

1

11,20

0,0224

3,4027

1,2510

2

10,90

0,0218

3,3116

1,2175

3

11,00

0,0220

3,3420

1,2287

Média

-

0,0221

3,3521

1,2324

Desvio Padrão

-

± 0,0003

± 0,0464

± 0,0170

Para a determinação da média das concentrações e o desvio padrão, fez-se uso das equações matemáticas (8) e (9).

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

Passando a concentração média de mol L-1 para concentração média em mg mL-1, fez-se uso da seguinte relação (10), exemplificada para a primeira alíquota. E para a determinação da média e do desvio padrão, realizou-se o mesmo processo matemático realizado anteriormente, por meio de (8) e (9).

1 mol de FeSO4 ____________ 151908 mg

0,0224 x 10-3 mol mL-1 de FeSO4 _____________ x (mg mL-1) (10)

Para a determinação de íons Fe (II) faz-se a relação entre a massa de Fe presente em um mol de FeSO4 e relaciona-se com a massa de Fe (II) presente na massa de FeSO4 determinada, (11), demonstrada para a primeira alíquota. E para a resolução da média e do desvio padrão, realizou-se o mesmo processo matemático realizado anteriormente, por meio de (8) e (9).

151,908 g mol-1 de FeSO4 _____________ 55,850 g mol-1 de Fe

3,4027 mg mL-1 de FeSO4 _____________ x (mg mL) de Fe (11)

A concentração de FeSO4 determinada na amostra do medicamento antianêmico foi de 3,3521 (± 0,0464) mg mL-1, e o teor de Fe(II) apresentado foi de 1,2324 (± 0,0170) mg mL-1. O resultado encontrado foi inferior ao descrito na bula do medicamento, 125,0 mg mL-1, que deveria apresentar uma concentração de Fe(II) de 45,9571 mg mL-1. A não padronização do permanganato de potássio e a sua decomposição quando exposto à luz são possíveis causas desta diferença. Essa diferença também pode