Método de Mohr - Escola Secundária de Alberto Sampaio

Escola Secundária de
Alberto Sampaio
UNIÃO EUROPEIA
Fundo Social
Europeu
Curso: Técnico de Análise Laboratorial Ano/Turma:
11º S
Disciplina: Análises Químicas Página 1 de 3
Ano Lectivo
2007/2008
Volumetria de precipitação — Método de Mohr (cloretos) T 2 3 1 3
Nome: _______________________________ Nº___ Data: JAN-FEV/2008
Ass. e data:
ANÁLISES QUÍMICAS ♦ Prof.: P.M.Pepe CLASSIF.: __ __ ,__ valores __/__/08
Determinação do teor em ião cloreto
em amostras líquidas pelo
Método de Mohr
NOTA — Este documento é formado por uma introdução teórica ao trabalho experimental, um protocolo
relativo ao procedimento a seguir e ainda, na página 4, uma série de questões para avaliação que deverão ser
respondidas por escrito pelos alunos na aula, individualmente (pode ser consultado o caderno diário).
INTRODUÇÃO
O ião cloreto (Cl — ) é um anião importante que se encontra em muitas amostras sólidas e em soluções
aquosas, sendo um dos iões que há em maior concentração nas amostras de água que os laboratórios
recebem para análise. É, por exemplo, o ião que existe em maior concentração na água do mar
(normalmente superior a 18 g/dm 3 ).
O ião cloreto é também um componente fundamental dos fluidos do corpo humano, desempenhando, entre
outros, um papel essencial na regulação da pressão osmótica ao nível celular, pelo que o tratamento das águas que
abastecem as nossas casas em termos do controlo da concentração deste anião é de grande importância já que
cada pessoa elimina, diariamente, mais de 15 mg de Cl — , normalmente através da urina e do suor.
Um dos métodos de doseamento do ião cloreto assenta num tipo de titulação diferente das titulações
de ácido-base que já estudaste: trata-se aqui do método de Mohr, em homenagem ao químico alemão Karl
Friedrich Mohr (1806-1879). Neste processo de volumetria de precipitação, como o nome indica, dá-se a
formação de substâncias pouco solúveis, que precipitam facilmente à medida que se formam enquanto se
adiciona o titulante à solução que contém a espécie a dosear.
Neste método utiliza-se uma solução de nitrato de prata (AgNO3) de concentração rigorosamente
conhecida — o titulante — que é cuidadosamente adicionada à solução em estudo contendo iões cloreto. É
necessário que sejam previamente adicionados a esta solução iões cromato (CrO4 2— ), na forma de algumas
gotas de uma solução de cromato de potássio (K2CrO4, de cor tipicamente amarela) a cerca de 5 %, que
servirão de indicador através do processo que se descreve mais à frente. Esta solução de indicador pode
ser rapidamente preparada dissolvendo 1 g em 20 mL de água destilada.
À medida que é adicionada a solução de titulante os iões prata vão reagindo com os iões cloreto,
provocando a sua precipitação na forma de cloreto de prata (AgCl), um sal branco que é pouco solúvel em
água (kps = 1,8 x 10 -10 a 25 ºC):
(1) Ag + (aq) + Cl — (aq) → AgCl (s)
O fim da titulação tem lugar no momento em que todos os iões cloreto foram consumidos pelo nitrato
de prata adicionado. Nessa altura os iões Ag + que forem adicionados em excesso são precipitados na forma
de um sal de cor vermelha acastanhada de cromato de prata:
(2) Ag + (aq) + CrO4 2— (aq) → Ag2CrO4 (s)
Ambos os sais de prata são pouco solúveis, ou seja, facilmente se forma precipitado dessas substâncias
quando o ião prata (Ag + ) é adicionado à solução contendo os aniões cloreto (Cl — ) e cromato (CrO4 2— ), mas
a escolha do ião cromato para, ao formar-se o sal cromato de prata, poder ser detectado o fim da titulação
reside no facto de o AgCl ser um sal de prata menos solúvel do que o Ag2CrO4 apesar de este último ser um
sal com um valor de kps inferior (1,2 x 10 -12 a 25 ºC): os sais têm diferentes razões estequiométricas (1:1 no
AgCl, 2:1 no Ag2CrO4) e o cálculo da solubilidade de cada um mostra que AgCl é na verdade um sal menos

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solúvel do que Ag2CrO4, o que significa que em princípio só se forma o precipitado vermelho acastanhado
(cromato de prata) depois de se ter formado todo o precipitado branco (cloreto de prata).
Assim, a persistência de uma cor vermelha acastanhada na fase final da titulação indica que já
começou a formar-se, sem se solubilizar por agitação constante, o precipitado de Ag2CrO4, pelo que pode
cessar-se a adição de iões Ag + e proceder aos cálculos para a determinação da concentração de iões Cl — na
solução em estudo.
Esses cálculos têm em conta a seguinte sequência: sendo que em AgNO3 os iões estão presentes na
razão 1:1, conhecido o volume gasto de AgNO3 e a sua concentração pode calcular-se o número de moles de
Ag + que reagiram na reacção (1), logo também sabemos a quantidade de iões Cl — que se encontravam na
amostra que foi titulada pois essa reacção dá-se na razão de 1:1; uma vez que se conhece o volume da
amostra inicial onde existia essa quantidade de Cl — , podemos determinar a concentração de ião cloreto.
Há que ter em consideração durante este trabalho que, quando a solução em estudo contiver
impurezas sólidas, o que ocorre frequentemente se a amostra for de água de um rio ou colhida no mar,
terá de ser feita uma filtração prévia. Por outro lado, a precisão do método de Mohr é habitualmente
grande a não ser que se use uma solução pouco concentrada de titulante (AgNO3), já que isso implica ter
de adicionar quantidades elevadas dessa solução para conseguir que se forme AgCl em quantidade
suficiente para ser detectado.
Por outro lado, o pH deve ser controlado no início da titulação de modo a que a amostra a analisar não
seja demasiado ácida nem demasiado básica: o pH do meio deve situar-se entre 6,5 e 9,0. Com efeito, se
houver demasiados iões HO — em solução (caso de o pH ser demasiado alcalino, pH>9) pode ocorrer a
formação de hidróxido de prata (AgHO) cuja cor acastanhada pode interferir na detecção do fim da
reacção e do começo da formação do cromato de prata (que tem cor castanha avermelhada). Já no caso de
o meio ser demasiado ácido (excesso de iões H + ou H3O + ) compromete-se a formação do cromato de prata
que é necessária à detecção do fim da reacção principal pois é facilitada a transformação do ião cromato
em ião dicromato (Cr2O7 2— ) através da seguinte reacção reversível:
2 CrO4 2— (aq) + 2 H3O + (aq) ⇌ Cr2O7 2— (aq) + 3H2O (l)
A temperatura é outro factor que pode afectar a determinação do ponto final da reacção, não devendo
ser esquecido que os valores tabelados de kps dos dois sólidos formados durante a reacção, e que conduzem
à conclusão de que o AgCl precipita antes do Ag2CrO4, são válidos a 25 ºC.
É importante que os alunos garantam que nenhuma porção de titulante escorra pelas paredes interiores do
balão contendo a amostra da solução em estudo, tal como se pretende que ocorra uma agitação eficaz durante a
titulação para que os cristais acastanhados de Ag2CrO4, que sempre se formam localmente no local de queda
das gotas de AgNO3, sejam imediatamente redissolvidos de modo a devolver à solução os iões Ag + que terão de
precipitar totalmente primeiro com os iões Cl — , não havendo assim interferência na formação de todo o AgCl
que pode ser formado (esgotando os iões cloreto da amostra titulada).
PROCEDIMENTO
Esta actividade experimental é formada por duas partes:
1ª parte → cada grupo de trabalho prepara uma solução de cloreto de sódio (NaCl) de concentração
conhecida e determina o valor experimental dessa concentração titulando com AgNO3, calculando o desvio
percentual;
2ª parte → é entregue a cada grupo uma amostra de água cuja concentração em iões cloreto é
desconhecida dos alunos, que a determinam pelo mesmo processo.
Para a 1ª parte, os elementos dos grupos de trabalho (A, B, C e D) devem efectuar previamente os
cálculos necessários para preparar 50,0 cm 3 de uma solução aquosa com as seguintes concentrações
aproximadas:
A → 0,0600 mol/L; B → 0,0750 mol/L; C → 0,0900 mol/L; D → 0,1050 mol/L
Cada grupo deve registar a massa de NaCl que for realmente pesada com rigor e calcular a
concentração real da respectiva solução (não é importante que a concentração seja exactamente igual à
sugerida).
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Para a titulação é usada uma solução de nitrato de prata (AgNO3). Essa solução foi previamente
preparada usando ampolas comerciais e água destilada e desionizada, sendo a sua concentração igual a
0,100 mol/dm 3 . A solução deve estar armazenada num frasco de vidro escuro, já que se trata de uma
substância fotossensível: a acção da luz provoca uma reacção química (redução) em que os iões prata (Ag + )
se transformam em prata metálica (Ag), que é escura, por um processo que tem semelhanças com o que é
usado na revelação de película e papel em fotografia. Ao frasco que utilizamos neste laboratório está
adaptado um microdoseador electrónico (ver figura).
Os alunos devem ter em atenção que este reagente é
corrosivo, podendo causar queimaduras na pele e
nos olhos, bem como irritação nas vias respiratórias
se inalados vapores concentrados e, se ingerido,
queimaduras no tubo digestivo com posteriores
danos sérios nos rins.
Evitar a todo o custo qualquer salpico durante a
titulação (a extremidade do microdoseador não deve
tocar nunca no balão).
Usar de preferência luvas de protecção.
Serão efectuados vários ensaios até haver 3 valores concordantes (o 1º ensaio deverá servir apenas
para os alunos se guiarem quanto ao volume necessário de titulante em função do volume usado da
solução analisada), de acordo com o seguinte procedimento:
1) Pipeta com rigor um volume de solução de ião cloreto entre 1,00 e 1,80 cm 3 , regista o valor que medires
e transfere-o para um balão de Erlenmeyer de cerca de 150 mL.
2) Adiciona cerca de 50 mL de água destilada para mais facilmente ser detectada a formação dos
precipitados.
3) Acrescenta algumas gotas de indicador (solução de K2CrO4 a 5 %; pode ser preparada uma única para
ser usada por todos os grupos).
4) Verifica o pH da mistura no balão, de preferência com medidor automático digital, ajustando-o se
necessário com um reagente adequado..
5) Liga o microdoseador electrónico e marca o zero, se necessário garantindo que a extremidade do
doseador se encontra livre de bolhas de ar gotejando com cuidado para um gobelet destinado a esse
fim exclusivo.
6) Coloca, usando um elevador adequado, o balão a uma altura própria para garantir que a adição de
titulante é feita de modo a que a extremidade do doseador não entre em contacto com o balão e que
todas as gotas de AgNO3 (aq) caem directamente na solução inicialmente amarela.
7) Observa a formação de precipitado branco (a solução fica turva em tons amarelados devido à presença
do ião cromato) à medida que o titulante é adicionado e também de precipitado vermelho acastanhado
que, no entanto, deve dissolver-se facilmente por agitação constante no início da titulação.
8) Cessa a adição de titulante assim que persistir na mistura reaccional uma tonalidade ligeira vermelha
acastanhada, sinal de que foi atingido (e ultrapassado) o fim da reacção dos iões cloreto.
9) Não vertas para a canalização o conteúdo da mistura reaccional: acumula-o num gobelet grande
devidamente rotulado para posterior tratamento (secagem e recolha de cristais).
10) Calcula a concentração de iões Cl — na mistura inicial (em mol/L) e repete o procedimento até haver 3
valores concordantes, calculando a média. Tem em conta o número de algarismos significativos.
11) No caso da 1ª parte do trabalho, compara a média dos vários ensaios com o valor real da concentração
e determina o erro relativo (desvio percentual).
12) No caso da 2ª parte do trabalho, calcula o desvio percentual após o professor fornecer o valor da
concentração da solução em estudo.
13) Elabora, para o trabalho da 2ª parte desta actividade, um relatório individual, para avaliação, com base
nas orientações fornecidas no 1º período para esse efeito.
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QUESTÕES PARA AVALIAÇÃO
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RESPONDE A QUAISQUER 8 QUESTÕES DE ENTRE AS 10 QUE SE SEGUEM
(25 pontos cada).
1. Exprime em g/L a concentração inicial de ião cloreto que o teu grupo preparou.
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2007/2008
2. A partir dos dados de kps fornecidos atrás para os dois precipitados formados nesta
titulação (AgCl e Ag2CrO4), mostra que as suas solubilidades em água a 25 ºC valem,
respectivamente, 1,3 x 10 -5 mol/L e 6,7 x 10 -5 mol/L.
3. Com base nestes valores de solubilidade, explica por que razão o aparecimento
persistente da turvação de tonalidade castanha avermelhada durante esta titulação
nos dá a indicação de que já tinha sido ultrapassado o ponto final da reacção (1).
4. O que significa dizer que a solubilidade do cloreto de prata vale 1,3 x 10 -5 mol/L?
5. Foi indicado no texto introdutório que existe o risco de se formar um precipitado
acastanhado de hidróxido de prata (AgHO, ou AgOH) durante esta experiência caso o
pH do meio seja demasiado alto, devido à presença excessiva de iões hidróxido em
solução (HO — , ou OH — ). Sabendo que a solubilidade deste sólido é S = 1,0 x 10 -4
mol/L a 25 ºC, calcula o valor produto de solubilidade (kps) para o hidróxido de prata.
6. Ordena os três compostos sólidos de prata a que é feita referência nesta ficha (AgOH,
AgCl e Ag2CrO4) começando pelo mais solúvel.
7. Determina o pH da mistura quando a concentração de iões hidróxido vale 1,6 x 10 -4 mol/L.
8. Supõe que se dispunha de uma amostra de água do estuário de um rio com 85 cm 3
com uma concentração em iões cloreto igual a 14,5 g/dm 3 . Foram transferidos 2,15
cm 3 dessa amostra para um balão de Erlenmeyer, ao qual se juntaram cerca de 40 cm 3
de água destilada e 3 cm 3 de uma solução de cromato de potássio a 5 %. A amostra foi
titulada com uma solução de nitrato de prata de concentração igual a 0,150 mol/dm 3 .
Determina o volume de titulante que foi usado até ao ponto final da reacção.
9. Existem sempre erros experimentais, mas convém que eles sejam minimizados tanto
quanto possível. Explica por que razão é improvável que, neste trabalho de titulação
volumétrica de precipitação, apareçam erros por defeito.
10. A substância que tem as funções de indicador do fim da reacção é o cromato de
potássio, K2CrO4. A solução usada, a 5 % (m/V), pode obter-se pela dissolução de 5 g
de soluto em cada 100 mL, equivalente a 1 grama em 20 mL. Mostra que a
concentração desta solução é aproximadamente igual a 0,26 mol/L.
Massas atómicas relativas:
Ar(O)=16,0
Ar(Na)=23,0
Ar(Cl)=35,5
Ar(K)=39,1
Ar(Cr)=52,0
Bom trabalho!
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