Determine a \% \mathrm{~m} / \mathrm{m} de cloro em uma amostra de água sanitária ( 10,00 \mathrm{~mL} da água sanitária foram transferidos para um balão volumétrico para o preparo de 100,00 \mathrm{~mL} de solução). Foram utilizados 25,00 \mathrm{~mL} dessa solução para a titulação, e foram gastos 12,00 \mathrm{~mL} de tiossulfato de sódio \left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{~S}_{2} \mathrm{O}_{3}\right) 0,1000 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} como titulante. A \% \mathrm{~m} / \mathrm{m} está dentro do estabelecido pela ANVISA (2-2,5 %)? Caso não, qual a possível explicação?
\begin{gathered} \mathrm{OCl}^{-}+2 \mathrm{I}^{-}+2 \mathrm{H}^{+} \rightleftharpoons \mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{I}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \\\ \mathrm{I}_{2}+\mathrm{I}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{I}_{3}^{-} \\\ \mathrm{I}_{3^{-}}+2 \mathrm{~S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-} \rightleftharpoons \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}+3 \mathrm{I}^{-} \end{gathered}
Em paralelo:
\mathrm{OCl}^{-}+2 \mathrm{Cl}^{-}+2 \mathrm{H}^{+} \rightleftharpoons \mathrm{Cl}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Dados: \mathrm{Cl}_{2}=70,906 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}
\mathrm{d}_{\text {água sanitária }}=1,045 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}áá

Passo 1

Temos uma amostra de água sanitária cujos 10,00\,\mathrm{mL} foram diluídos em 100,00\,\mathrm{mL}. Depois, 25,00\,\mathrm{mL} dessa solução foram titulados com 12,00\,\mathrm{mL} de \mathrm{Na}_2\mathrm{S}_2\mathrm{O}_3 0,1000\,\mathrm{mol/L}. O objetivo é calcular o teor de cloro ativo expresso como \% m/m de \mathrm{Cl}_2. Vamos usar a estequiometria das reações de oxidação de \mathrm{OCl^-} a \mathrm{I_2} e a titulação de \mathrm{I_2} com tiossulfato.

Passo 2

Calcular os mols de tiossulfato consumidos:
n_{\mathrm{S_2O_3^{2-}}} = C \times V = 0{,}1000\,\mathrm{mol/L} \times 0{,}01200\,\mathrm{L} = 0{,}001200\,\mathrm{mol}.
A reação de titulação exige 2 mol de \mathrm{S_2O_3^{2-}} para cada mol de \mathrm{OCl^-} ( 1 mol de \mathrm{OCl^-} gera 1 mol de \mathrm{I_2}, que consome 2 mol de tiossulfato). Logo, na alíquota de 25,00\,\mathrm{mL}:
n_{\mathrm{OCl^-}}(25\,\mathrm{mL}) = \frac{0{,}001200}{2} = 0{,}000600\,\mathrm{mol}.
Como essa alíquota é 1/ 4 dos 100,00\,\mathrm{mL} totais:
n_{\mathrm{OCl^-}}(100\,\mathrm{mL}) = 0{,}000600 \times \frac{100{,}00}{25{,}00} = 0{,}002400\,\mathrm{mol}.

Passo 3

Pela reação paralela
\mathrm{OCl^-} + 2\,\mathrm{Cl^-} + 2\,\mathrm{H^+} \to \mathrm{Cl_2} + \mathrm{H_2O},
cada mol de \mathrm{OCl^-} equivale a 1 mol de \mathrm{Cl_2}. Então
n_{\mathrm{Cl_2}} = 0{,}002400\,\mathrm{mol}, \qquad m_{\mathrm{Cl_2}} = 0{,}002400 \times 70{,}906\,\mathrm{g/mol} = 0{,}1702\,\mathrm{g}.
A massa total de 10,00\,\mathrm{mL} de água sanitária (densidade 1,045\,\mathrm{g/mL}) é
m_{\text{amostra}} = 10{,}00\,\mathrm{mL} \times 1{,}045\,\mathrm{g/mL} = 10{,}45\,\mathrm{g}.
Logo
\%\mathrm{m/m} = \frac{0{,}1702}{10{,}45}\times 100\% = 1{,}63\%.

Passo 4

O padrão da ANVISA é de 2{,}0\% a 2{,}5\% de cloro ativo. Nosso resultado 1{,}63\% está abaixo desse intervalo. Isso pode se dever à decomposição do hipoclorito ao longo do tempo (luz, calor, contato com metais) ou a perdas durante o preparo e titulação (diluição imprecisa, consumo por C O_{2} da atmosfera, etc.).

Resposta

O teor calculado foi de 1{,}63\% m/m de cloro ativo, abaixo do intervalo 2{,}0\% 2{,}5\% estabelecido pela ANVISA. A provável causa é a decomposição parcial do hipoclorito na amostra ou erros de preparo/titulação.

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