. A concentração de uma solução de EDTA foi determinada por padronização com uma solução de
preparada a partir do padrão primário
. Uma amostra de
de
foi dissolvida usando um mínimo de HCl 6 M e transferida para um balão volumétrico de 500 mL . Uma alíquota de
desta solução foi transferida para um erlenmeyer de 250 mL e o pH 10 foi ajustado pela adição de 5 mL de um tampão
. Após adicionar calmagite como indicador visual, a solução foi titulada com EDTA, sendo gastos
de solução de EDTA. Alíquota de 100 mL da água do laboratório de Química Analítica foi titulada a pH 10 sendo gastos 5,30 mL (de solução de EDTA, respectivamente. Sabendo-se que a dureza da água, pode ser classificada de acordo com a quantidade de
presente, discuta o resultado obtido.
Dado: água mole: 0-60ppm
água moderadamente dura:
água dura:
água muito dura:
água moderadamente dura:
água dura:
água muito dura:
Passo 1
O que o enunciado dá e o que pede (peguei todos os números do enunciado):
-
Dados numéricos fornecidos:
- Massa de
usada para preparar o padrão primário: . - Massa molar do
: . - Volume do balão onde a amostra de
foi dissolvida: . - Aliquota retirada desse estoque para titular:
. - Volume de tampão adicionado (informação de procedimento):
(não altera cálculo de substância). - Volume de EDTA gasto na padronização (para a alíquota de
): . - Volume de amostra de água do laboratório titulada:
. - Volume de EDTA gasto na titulação da água:
. - Classes de dureza (em ppm como
): - água mole:
– , - moderadamente dura:
– , - dura:
– , - muito dura:
.
- água mole:
- Massa de
-
O que o enunciado pede: determinar a dureza da água do laboratório (em ppm como
) a partir da titulação com EDTA e discutir/classificar o resultado segundo as faixas dadas.
Passo 2
Princípios químicos e relações que vamos usar (aulas rápidas e sem pular etapas):
-
Reação e estequiometria:
- O EDTA complexo com íons
em relação molar . Ou seja, cada mol de reage com um mol de EDTA. - Por isso,
no ponto de equivalência.
- O EDTA complexo com íons
-
Conversão entre
e equivalente: - Em análises de dureza é usual reportar a concentração como massa de
equivalente por litro (mg L⁻¹), que numericamente é igual a ppm. - Se numa amostra há
mols de , a massa equivalente de é . - A concentração em mg L⁻¹ (ppm) é
.
- Em análises de dureza é usual reportar a concentração como massa de
-
Fórmulas básicas usadas:
- Número de mols:
, onde é massa (g) e massa molar (g mol⁻¹). - Concentração molar:
, onde em litros. - Relação EDTA–Ca:
. - Conversão para ppm como
:
- Número de mols:
-
Observações experimentais importantes (por que se fez assim):
- O pH 10 é usado porque o complexo
-EDTA forma-se bem e o indicador calmagite funciona nesse pH (muda de cor quando o Ca é consumido). - A padronização do EDTA com um padrão primário (aqui
) garante que conhecemos a concentração real da solução de EDTA usada depois para a água.
- O pH 10 é usado porque o complexo
Passo 3
Calcular os mols de
postos no balão e a concentração do estoque.
-
Mols de
adicionados: Vamos calcular essa divisão com cuidado (mostrar os passos): -
Volume do balão:
. -
Concentração molar do
no estoque (que corresponde à concentração de , pois cada mol de fornece 1 mol de ): (ou).
Passo 4
Mols de
presentes na alíquota de
que foi titulada na padronização.
-
Volume da alíquota:
. -
Mols de
na alíquota:
Passo 5
Determinar a concentração da solução de EDTA a partir da titulação da alíquota padrão.
-
Volume de EDTA gasto na padronização:
. -
Como a reação é
, os mols de EDTA consumidos são iguais aos mols de na alíquota: -
Concentração molar da solução de EDTA:(ou
). Esta é a molaridade real do EDTA usado depois.
Passo 6
Determinar a dureza da água: moles de
na amostra de
e conversão para ppm como
.
-
Volume de EDTA gasto na titulação da água:
. -
Mols de EDTA (logo de
) na amostra de água: -
Converter esses mols para massa equivalente de
: Ou seja, na amostra dehavia de equivalente. -
Converter para mg L⁻¹ (ppm): a amostra tinha
, então: Arredondando de forma consistente com os dados experimentais (tipicamente 3 algarismos significativos aqui):como .
Passo 7
Classificação e discussão do resultado (interpretando o valor obtido, limites experimentais e significado):
-
Classificação segundo as faixas fornecidas:
- Como
está dentro do intervalo – , a água do laboratório é classificada como: água mole.
- Como
-
Interpretação prática:
- Água com
de dureza (como ) é considerada mole; em aplicações laboratoriais isso normalmente significa baixa probabilidade de interferência por sais de cálcio/magnésio em titulações ou em limpeza de vidrarias (menos depósito de incrustações). - Para análises onde se exige água praticamente livre de íons (ex.: preparos de padrões muito sensíveis), ainda pode ser necessária água desmineralizada ou deionizada, mas para muitos procedimentos analíticos rotineiros esse nível é aceitável.
- Água com
-
Fontes potenciais de erro e precisão:
- Principais erros possíveis que afetariam o resultado: imprecisão na pipetagem das alíquotas (
e ), leitura do ponto de equivalência com calmagite (ponto de mudança de cor pode ser sutil), pureza ou secagem inadequada do padrão primário (mas usou-se com massa conhecida), e pequenas variações no volume do balão (encher até a marca exata). - A padronização do EDTA com o padrão primário reduz boa parte do erro sistemático na concentração do titulante; a precisão final depende bastante da exatidão das medidas de volume e da identificação do ponto final.
- O resultado calculado (
) tem coerência química e está bem dentro da faixa de água mole; pequenas variações experimentais (± alguns ppm) não mudariam a classificação.
- Principais erros possíveis que afetariam o resultado: imprecisão na pipetagem das alíquotas (
-
Mensagem final de incentivo:
- Ótimo trabalho seguindo a cadeia lógica: padronizar o titulante com padrão primário e depois usar esse titulante para determinar a dureza é o procedimento correto. Mantendo atenção na técnica de pipetagem e no ponto de viragem do indicador, esse método dá resultados confiáveis.
Resposta
Dureza
(como
)
Classificação: água mole
Classificação: água mole