A Volumetria de Óxido – Redução, Determinação de Peróxido de hidrogênio por permanganimetria

            Universidade de Brasília – UnB

            Disciplina: Laboratório de química Analítica        
           Professor: Allan Rocha Baggio

            Aluno: Lucas Heitor Mattos                  Mat.: 11/0129083

Relatório 07 – Volumetria de Óxido – Redução, Determinação de Peróxido de hidrogênio por permanganimetria.

Introdução Teórica:
As titulações de oxirredução são aplicadas a uma grande variedade de substâncias orgânicas e inorgânicas e a sua popularidade ultrapassa as titulações ácido-base. Provavelmente, a diferença mais significativa entre elas é a disponibilidade de muitos titulantes e padrões para a volumetria de oxirredução, cada um com propriedades que os tornam especialmente adequados para uma aplicação.
As reações de oxirredução devem preencher requisitos gerais para serem utilizadas em métodos titulométricos. Exemplo: muitas reações de redox ocorrem em uma serie de etapas, com isso, algumas espécies intermediárias produzidas por elas são muito reativas e podem acabar provocando reações paralelas ou indesejáveis. Há, também, muitas reações que são lentas, e como a rapidez de uma reação é indispensável para o sucesso de uma titulação, deve se aumentar a velocidade das reações mediante titulação a quente ou em presença de catalisadores. 
Geralmente, o desenvolvimento e as formas das curvas de titulação das reações redox estão relacionados com as características das reações envolvidas.  As reações de titulação redox, podem ser classificadas em duas categorias, com base nas suas características.  A primeira categoria é a de titulações onde não há participação direta de íons H+ ou OH-. Exemplos:
Fe 2+   +     Ce 4+  ------  Fe 3+    +    Fe 3+       +  Ce 3+ .
2 S2O3  2-    +    I2   ----------    S4O6  2-     +      2I -.
A segunda é a das titulações baseadas em reações onde se tem a participação direta do íon H+ ou OH-, exemplos:
5Fe  2+    +    MnO4  -   +   8H+   ----------       5Fe 3+    +   Mn 2+  +   4 H2O.
6Fe  2+   +     Cr2O7  2-   +   14 H+   --------    6Fe 3+    +   2Cr 3+    +    7 H2O.
Existem vários métodos associados a volumetria de oxi-redução,  e eles recebem nomes específicos dependendo da substância utilizada para as determinações, exemplos: iodometria, quando as reações envolvem a redução do iodo; iodimetria, quando as reações envolvem a oxidação do iodeto a iodo; permanganometria, quando se utiliza o permanganato como titulante, dentre outros.
Um dos métodos titulométricos mais importantes utilizados em reações redox é o  permanganométrico.  Esse método, consiste em usar o permanganato de potássio (KMnO4), um oxidante forte, como titulante e dispensa o uso de indicadores durante a titulação.  Quando o permanganato é utilizado como titulante em soluções fortemente ácidas, ele próprio pode servir como indicador.  O íon permanganato é fortemente colorido, púrpuro, enquanto seu produto de redução, o íon Mn2+ é quase incolor, praticamente rosa claro. 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.

Objetivos:  Determinar o teor de peróxido de hidrogênio (H2O2) em m/v % presente em uma solução de água oxigenada 10 volumes.

Resultados e discussão:
01 - Padronização da solução 0,02 M de permanganato de potássio (KMnO4) com solução de oxalato de sódio (Na2C2O4).
Inicialmente, a solução de permanganato de potássio foi padronizada com solução de Oxalato de sódio, com o intuito de se determinar sua concentração real, para assim, a solução de permanganato ser utilizada como titulante na próxima etapa.
Foram enumerados três erlenmeyers de 250ml e a cada um deles foram adicionados porções entre 0,10 e 0,11g de oxalato de sódio.  Após isso adicionou-se 50ml de água destilada a cada um dos frascos e agitou-se, para completa dissolução do oxalato. Adicionou-se 1ml de Ácido sulfúrico (H2SO4) aos erlenmeyers, pois a reação redox que ocorre entre o permanganato e o oxalato é favorecida em meio ácido, ou seja, a ação oxidante do íons permanganato, que ocorre durante a titulação, é favorecida em meio ácido.  Após isso, cada um dos Erlenmeyers foram aquecidos (em torno de 60Cº) e por fim as soluções a quente foram tituladas com permanganato de potássio, para padronização do mesmo.  
A tabela a seguir contém as massas pesadas para se preparar uma solução de oxalato de sódio (Na2C2O4) e os volumes gastos de solução de permanganato durante a padronização.

Tabela 01 – Massa de oxilato de sódio e volume de permanganato gasto durante a titulação.

Posteriormente realizadas as três titulações, foram calculadas a concentração de permanganato para cada uma das triplicatas, e após isso, foi calculada a média das concentrações e as demais grandezas estatísticas associadas, como desvio padrão S, Desvio padrão relativo Sr e intervalo de confiança U (a um nível de 95%).
Ao se padronizar solução de permanganato de potássio com solução de oxalato de sódio, a principal reação é a dos íons permanganato com os íons oxalato, e essa reação se processa da seguinte forma:
2 MnO4 -   +     5 C2O4 2-  +  16H+   -------------     2Mn 2+   +    10 CO2    + 8 H2O

Para calculo da concentração utilizou-se o seguinte raciocínio,
No ponto final da titulação:
Nº mols do titulante = Nº mols do titulado
[Na2C2O4] x V(Na2C2O4)   =    2,5[KMnO4] x V(KMnO4)
[KMnO4] = 0,020307 M.

A tabela a seguir contém as concentrações de permanganato de potássio calculadas e as
grandezas estatísticas associadas .

Tabela 02 – Concentrações de Permanganato de potássio (KMnO4) e grandezas estatísticas.