determinação do H2O2

determinação do H2O2

curso de licenciatura em química

juliane freire dos santos

Priscila Silva Carvalho

aula prática 02:

DETERMINAÇÃO DO TEOR DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO POR PERMANGANOMETRIA

Relatório apresentado à Profª. MsC Shaiala Aquino dos Santos como requisito de avaliação da disciplina Química Analítica Experimental II.

JULHO 2017

  1. INTRODUÇÃO

A permanganometria, que faz uso de permanganato de potássio como reagente titulante, é o mais importante dos métodos titulométricos de oxi-redução. O KMnO4 é um poderoso agente oxidante e sua solução possui coloração violeta intensa, e na maioria das titulações, o ponto final pode ser assimilado pela coloração do íon permanganato.

O permanganato de potássio não é um padrão primário e suas soluções têm estabilidade limitada, o íon MnO4- tende a oxidar a água, para isso, faz-se o uso do oxalato de sódio para sua padronização, como mostra a reação.

2 + 16H+ + 5 ↔ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O

O uso da permanganometria é muito utilizada para determinação do peróxido de hidrogênio (H2O2) que é comercialmente encontrado na forma de solução aquosa com teores em cerca de 3%, 6%, 12% e 30% de peróxido de hidrogênio conhecido também como água oxigenada a 10, 20, 40 e 100 volumes respectivamente.

Essa terminologia é baseada no volume de oxigênio que é liberado quando a solução é decomposta por aquecimento.

2 H2O2  2 H2O + O2

2 mol  1 mol O2 = 22,4L na CNTP

A reação da titulação com permanganato de potássio ocorre em solução acidificada com H2SO4 diluído, conforme mostra a equação abaixo:

2 + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

  1. OBJETIVOS

Empregar a volumetria de oxirredução para determinação do teor de peróxido de hidrogênio em uma amostra de água oxigenada comercial, usando permanganato de potássio como titulante.

  1. MATERIAIS E REAGENTES

  • H2SO4 1:5 (v/v)

  • Solução padrão de KMnO4 0,02 mol/L

  • Erlenmeyer de 250 mL

  • Bureta de 25 mL

  • Pipetas de 5 e 20 mL

  • Pêra

  • Chapa de aquecimento

  • Termômetro

  1. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

  1. Preparou 200 mL de solução de ácido sulfúrico 1:5 (v/v).

  2. Pipetou 5,00 mL de água oxigenada comercial (10 volumes). Transferiu para um balão volumétrico de 100 mL e completou com água destilada.

  3. Transferiu 20 mL da solução de água oxigenada, anteriormente preparada para um erlenmeyer, adicionou aproximadamente 50 mL de ácido sulfúrico 1:5 (v/v).

  4. Titulou com solução padronizada de permanganato até próximo do ponto de equivalência. Aqueceu a uma temperatura entre 55 e 60 ºC.

  5. Anotou o volume consumido, e repetiu o procedimento por mais duas vezes.

  1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para a preparação e padronização do permanganato de sódio (KMnO4) foi utilizado o oxalato de sódio levando em consideração a massa pesada do Na2C2O4 em reação com o volume lido do permanganato em experimento anterior, chegando a padronização do KMnO4 com concentração igual á 0,03281 M.

Após a padronização do KMnO4, realizou-se a segunda parte do experimento, que consistiu na determinação do peróxido de hidrogênio na água oxigenada comercial, por meio da permanganometria. Na tabela 1 apresenta os volumes gastos do permanganato de potássio (titulante) na determinação de H2O2 na água oxigenada.

Tabela 01: Volume gasto de Permanganato de potássio para determinação de H2O2.

Exp.

Solução titulada

Volume do titulante (KMnO4)

1

20 mL H2O2(aq) + 50 mL H3SO4

18,58

2

20 mL H2O2(aq) + 50 mL H3SO4

18,50

3

20 mL H2O2(aq) + 50 mL H3SO4

18,40

Sendo a molaridade de permanganato igual a 0,03281 mol.L-1, e a média de volume gasta na titulação igual a 18,49 mL obtivemos o número de mol igual á 0,0006066 mol.

Segundo a estequiometria da reação, 2 mols de KMnO4 consomem 5 mols de H2O2, então pode-se encontrar o numero de mol no peróxido de hidrogênio:

2 mol MnO4----- 5 mol H2O2

0,0006066 ------ x

x = 0,00151664 mol de H2O2

Fazendo o cálculo da amostra de H2O2 diluída em até 100 mL de água, encontramos:

0,00151664 mol de H2O2 ---------- 20 mL

y ----------- 100mL

y = 0,0075832 mol de H2O2 em 100 mL

Para determinar a concentração molar (mol/L) do H2O2 temos:

0,0075832 de H2O2 ------ 5 mL

w ---------- 1000

w = 1,51664 mol/L

Então para determinar a porcentagem de H2O2 (PM = 34g) tem a seguinte relação:

1 mol de H2O2 ------ 34 g

1,51664 mol/L ---------- z

Z =51,56 g/L de H2O2

51,56 g/L --------- 1000 mL

X -------100 mL

X = 5,15 %

Por fim, para encontrar o volume de oxigênio O2 que esta água oxigenada pode produzir usamos a seguinte equação:

V = = 19,97 volumes de O2

Tanto a porcentagem quanto o volume determinado do H2O2 apresentou um valor maior do que o esperado, mas este fato se deu por usar dados de concentração molar do permanganato de potássio usado no experimento anterior, não sendo o dado correto do KMnO4 utilizado na atual titulação. O problema deu-se devido a instabilidade do titulante ao mudar de coloração, tornando-se incolor antes do seu aquecimento, que pode ter sido causado por alguma concentração errada da adição do H2SO4 na padronização do KMnO4.

  1. CONCLUSÕES

Observou-se a importância do método de permanganometria no uso da titulação de óxido-redução, em que ocorre uma reação redox em meio ácido no qual os íons MnO4 que é um oxidante forte, são reduzidos e Mn e nesse processo oxidam o oxigênio do H2O2 tornando possível a determinação de O2 do O2, desde que o Permanganato esteja previamente padronizado com um padrão primário para que se tenha sua verdadeira concentração.

  1. REFERÊNCIAS

  • SKOOG, A. D.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, R. S. Fundamentos de Química Analítica. 6 ed. Thomson, Learning, 2006.

  • OHLWEILER, O. A. Química analítica quantitativa. 2. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1974.

  • BACCAN, N.; ANDRADE, J. C.; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química analítica quantitativa elementar. 3. ed. São Paulo: Edgar Blücher, 2001.

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