Explique quais as diferenças entre os métodos de Mohr, Volhard e Fajans, descrevendo as vantagens e desvantagens de cada um dos métodos.

Passo 1

O enunciado pede para comparar três variantes de titulação argentométrica usadas para determinação de haletos: Mohr, Volhard e Fajans. O conteúdo envolve química analítica, em especial reações de precipitação e métodos de detecção de ponto de equivalência. Vamos explicar o princípio de cada método, depois listar suas vantagens e desvantagens.

Passo 2

Método de Mohr
O método de Mohr é uma titulação direta de cloretos (ou outros haletos) com solução padrão de nitrato de prata, usando cromato como indicador. A reação principal é
\mathrm{Ag}^+ + \mathrm{Cl}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{AgCl}(s)
No ponto de equivalência todo o \mathrm{Cl}^- foi precipitado. Qualquer excesso de \mathrm{Ag}^+ livre então reage rapidamente com íons cromato para formar o precipitado avermelhado de cromato de prata:
2\,\mathrm{Ag}^+ + \mathrm{CrO}_4^{2-} \;\longrightarrow\; \mathrm{Ag}_2\mathrm{CrO}_4(s)
Vantagens
  • Simplicidade: titulação direta, reagentes fáceis de manipular.
  • Boa precisão para concentrações moderadas de haletos.
  • Indicação visual clara (preto-avermelhado).
    Desvantagens
  • pH crítico: só funciona bem em meio neutro a ligeiramente alcalino ( 6,5\le pH\le8,0), pois em pH baixo o cromato é convertido em dicromato.
  • Interferência de outros ânions precipitáveis (fosfato, carbonato, sulfeto) que consomem \mathrm{Ag}^+ antes do fim do titulado.
  • Limite inferior de detecção relativamente alto devido ao fundo de coloração do precipitado.

Passo 3

Método de Volhard
É uma titulação por retrotitulação (titulamos o excesso) em que se adiciona um excesso conhecido de \mathrm{Ag}^+ ao sobrenadante contendo \mathrm{Cl}^-, precipita-se \mathrm{AgCl} e depois titula-se o excesso de \mathrm{Ag}^+ remanescente com tiocianato de potássio, usando íon férrico como indicador. As reações são
\mathrm{Ag}^+ + \mathrm{Cl}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{AgCl}(s)
\mathrm{Ag}^+_{\,\text{excesso}} + \mathrm{SCN}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{AgSCN}(s)
O ponto final é sinalizado pela formação da cor vermelho-intenso do complexo
[\mathrm{Fe}(\mathrm{SCN})]^{2+}
no meio.
Vantagens
  • Funciona em ampla faixa de pH (ácido moderado), pois não depende de cromato.
  • Mais preciso para concentrações baixas de haleto, pois retira o grande excesso de \mathrm{Ag}^+.
  • Menos sensível à presença de ânions precipitáveis que não sejam tiocianato.
    Desvantagens
  • Procedimento envolve dois passos (adição de excesso + retrotitulação), tornando-o mais trabalhoso.
  • Requer indicador de ferro e cuidados contra oxidação de tiocianato.
  • Mais sujeito a erros de transferência e demora de precipitação completa de \mathrm{AgCl}.

Passo 4

Método de Fajans
É uma titulação direta como Mohr, mas usa um indicador de adsorção (fluoresceína, indocianina ou fluoresceína de crista laranja) que muda de cor quando adsorvido na superfície do precipitado de \mathrm{AgCl}. O ponto de equivalência ocorre quando as partículas de \mathrm{AgCl} passam de carga negativa (excesso de \mathrm{Cl}^-) a carga positiva (excesso de \mathrm{Ag}^+) e o indicador muda de cor ao se adsorver:
\mathrm{Ag}^+ + \mathrm{Cl}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{AgCl}(s)
Vantagens
  • Detecta pontos finais com muita nitidez por mudança de cor do indicador adsorvido.
  • Não depende de cor de precipitado (útil para soluções coloridas).
  • Maior sensibilidade do que Mohr, alcançando concentrações mais baixas.
    Desvantagens
  • Indicadores caros e sensíveis à contaminação.
  • Requer boa homogeneização para evitar adsorção prematura.
  • pH e força iônica afetam a polaridade de superfície das partículas, podendo alterar o ponto final.

Passo 5

Comparação geral
  • Mohr e Fajans são titulações diretas, mas Mohr usa cromato em meio neutro-alcalino, enquanto Fajans usa indicador de adsorção e alcança melhor sensibilidade.
  • Volhard é retrotitulação em meio ácido, mais adequado para concentrações baixas e para amostras coloridas ou turvas, porém requer passo extra e retira o excesso de prata.
  • Em amostras com interferentes precipitáveis, Volhard costuma ser mais robusto. Para rapidez e simplicidade com concentrações médias, Mohr é prático. Para maior sensibilidade e ponto final bem definido, Fajans é preferível.

Resposta

Método de Mohr
  • Reação direta \mathrm{Ag}^+ + \mathrm{Cl}^- \to \mathrm{AgCl}
  • Indicador: \mathrm{CrO}_4^{2-}, formação de \mathrm{Ag}_2\mathrm{CrO}_4
  • Vantagem: simples, visual; Desvantagem: pH restrito, interferentes altos
Método de Volhard
  • Precipita \mathrm{AgCl} com excesso de \mathrm{Ag}^+ e retrotitula excesso com \mathrm{SCN}^-
  • Indicador: formação de [\mathrm{Fe}(\mathrm{SCN})]^{2+}
  • Vantagem: sensível, funciona em pH ácido; Desvantagem: mais trabalhoso, suscetível a erros de transferência
Método de Fajans
  • Titulação direta com indicador de adsorção (fluoresceína etc.)
  • Vantagem: ponto final bem definido em soluções coloridas, alta sensibilidade; Desvantagem: indicadores caros, sensível a pH e força iônica

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