UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA

BACHARELADO EM QUÍMICA TECNOLÓGICA COM ÊNFASE EM AMBIENTAL / LICENCIATURA EM QUÍMICA

JOÃO MARCOS LENHARDT SILVA LEONARDO VIANA DAS CHAGAS LIMA

MICHAEL CHRISTMANN RAFAEL MARTINS DE PAULA

DETERMINAÇÃO TITULOMÉTRICA DE COBRE EM LATÃO

RELATÓRIO ACADÊMICO

CURITIBA 2010

JOÃO MARCOS LENHARDT SILVA LEONARDO VIANA DAS CHAGAS LIMA

MICHAEL CHRISTMANN RAFAEL MARTINS DE PAULA

DETERMINAÇÃO TITULOMÉTRICA DE COBRE EM LATÃO

CURITIBA 2010

Relatório acadêmico apresentado a disciplina de Química Analítica Aplicada II do curso de Bacharelado em Química Tecnológica / Licenciatura em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR – para obtenção de nota parcial. Profª. Drª. Érika Pereira Félix.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 1 2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .............................................................. 2 2.1 MATERIAIS E REAGENTES........................................................................ 2 2.2 PROCEDIMENTOS ..................................................................................... 2 2.2.1 PREPARO DA AMOSTRA ........................................................................ 2 2.2.1.1 Ácido Nítrico ........................................................................................... 2 2.2.1.2 Ácido Sulfúrico ....................................................................................... 3 2.2.1.3 Ácido Fosfórico ...................................................................................... 3 2.2.2 Titulação com tiossulfato de sódio............................................................. 3 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 4 3.1 PREPARO DA AMOSTRA E TITULAÇÃO ................................................... 4 3.1.1 Cálculo do teor de cobre .......................................................................... 5 4 CONCLUSÃO ................................................................................................. 7 5 REFERÊNCIAS .............................................................................................. 8

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1 INTRODUÇÃO

O latão é uma liga metálica composta principalmente de Cobre e Zinco, com

uma porcentagem maior do primeiro.

A fabricação dessa liga era conhecida pelos romanos deste 30 a.C. Com o

tempo outros materiais foram adicionados na liga para alterar sua dureza,

maleabilidade e resistência.

Antigamente, o latão era utilizado em ambientes onde há muito contato com

a agua, como canos e banheiras e também barcos. Atualmente, mesmo ainda sendo

empregado, há substitutos mais vantajosos.

Porém, ele ainda é utilizado na fabricação de alguns materiais elétricos,

devido ao fato dele ser um bom condutor elétrico e também como metal decorativo,

pois é ótimo para modelagem. Ele pode passar por cromagem e niquelagem,

adquirindo uma aparência semelhante ao aço inox.

Objetivos

Nesse experimento visa-se determinar a porcentagem de cobre em uma

amostra de latão, além de verificar se a liga metálica é homogênea pelo valor do

desvio padrão.

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2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2.1 MATERIAIS E REAGENTES

Os materiais e reagentes utilizados nos procedimentos foram descritos no

quadro a seguir:

Materiais Reagentes

- 1 Erlenmeyer (250 mL);

- 2 Pipetas volumétricas (10 mL);

- 1 Pipeta volumétrica (2 mL);

- 1 Bureta (25,00 mL);

- 1 Funil de vidro;

- 1 Bastão de vidro;

- 1 Pissete;

- 1 Béquer (100 mL);

- 1 Béquer (50 mL);

- Balança analítica;

- Capela;

- Chapa de aquecimento.

- Solução aquosa de ácido nítrico (1:3);

- Solução aquosa de ácido sulfúrico (1:1);

- Ácido fosfórico concentrado;

- Solução de amido (1%);

- Solução de iodeto de potássio (40%);

- Água destilada;

- Amostra de latão.

Quadro 1 – Materiais e Reagentes. Fonte: Autoria Própria.

2.2 PROCEDIMENTOS

Mediu-se a massa de aproximadamente 0,15 g (valor medido foi anotado

exatamente) da liga de latão em um béquer de 250 mL.

2.2.1 PREPARO DA AMOSTRA

2.2.1.1 Ácido Nítrico

Adicionou-se à amostra 10 mL de uma solução aquosa de ácido nítrico

diluído (1:3).

Aqueceu-se a mistura de ácido e latão, dentro de uma capela com uma

chapa de aquecimento, até a decomposição completa do liga metálica.

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2.2.1.2 Ácido Sulfúrico

Após resfriamento até a temperatura ambiente, adicionou-se à amostra

10 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico diluído (1:1).

Aqueceu-se, dentro de uma capela com uma chapa de aquecimento, até

saída de fumos brancos (SO2).

Após resfriamento até temperatura ambiente adicionou-se 40 mL de água

destilada.

2.2.1.3 Ácido Fosfórico

Adicionou-se à amostra 2 mL de ácido fosfórico concentrado. Em seguida

adicionou-se 10 mL de uma solução de iodeto de potássio 40%.

2.2.2 Titulação com tiossulfato de sódio

Titulou-se a solução obtida no procedimento 2.2.1.3 com uma solução

padrão 0,1 mol.L-1 de tiossulfato de sódio até aparecimento de coloração amarelo

claro. Então se adicionou 3 mL de solução de amido (1%) e procedeu-se a titulação

até desaparecimento da coloração azul por completo.

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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 PREPARO DA AMOSTRA E TITULAÇÃO

A massa de latão medida foi de 0,1607 g e o volume de Na2S2O3 0,1 mol.L-1

foi de 17,4 mL.

Adicionou-se uma solução de HNO3 diluído para solubilizar a liga metálica.

Esta reação forma um complexo entre o cobre e o íon nitrato e também gás NO.

O que aconteceu foi que, segundo Angelo: pelo fato do ácido ser diluído há

muita formação do complexo entre cobre e íon nitrato, o que deu a solução uma

coloração esverdeada. Quando, posteriormente, se adicionou agua destilada, as

moléculas de agua substituíram os íons nitrato, o que fez a solução mudar para azul.

3 Cu0(s) + 8 HNO3(diluído) 3 Cu(NO3)2(aq) + 4 H2O(l) + 2 NO(g)

O H2SO4 foi adicionado para reagir com o estanho, pois este é um dos

interferentes do método. O que ocorreu foi que o ácido sulfúrico reagiu com o

estanho, permitindo que ele faça um complexo com o OH-. Assim, o Sn não pode

mais complexar com o iodeto, não interferindo mais na análise.

Sn(s) + 4 H2SO4(aq) Sn4+(aq) + 2 SO42-(aq) + 2 SO2(g) + 4 H2O(l)

Sn4+(aq) + 6 OH-(aq) [Sn(OH)6]2-(aq)

Foram adicionados 2 mL de H3PO4 para complexar qualquer ferro existente,

pois ele era um interferente.

Em seguida, colocaram-se 10 mL de uma solução de KI 40% para formar um

sal de cobre e I2.

2 Cu+2(aq) + 4 KI(aq) 2 CuI(s) + I2 + 4 K+(aq)

Foi o I2 que foi analisado pela reação com a solução padronizada de

Na2S2O3 0,1 mol.L-1. Ou seja, a análise foi indireta.

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3.1.1 Cálculo do teor de cobre

A estequiometria entre o I2 e o íon Cu+2 é de 2:1, logo o valor achado para a

quantidade de matéria de I2 era a metade do valor do Cu+2. Então, para achar a

quantidade de matéria de cobre dissolvido do latão foi necessário achar a

quantidade de matéria de I2 consumida na reação com Na2S4O6.

O volume gasto de Na2S4O6 (0,1 mol.L-1) foi de 17,4 mL. Então, a

quantidade de matéria de I2 utilizada foi de:

I2 (aq) + 2 Na2S2O3 (aq) → Na2S4O6 (aq) + 2 NaI (aq)

1 mol --------- 2 mol

n(I2) ------ n(Na2S2O3)

n(I2) = 0,5. n(Na2S2O3)

n(I2) = 0,5.C(Na2S2O3).V(Na2S2O3)

n(I2) = 0,5. (0,1 mol.L-1).(17,4.10-3 L)

n(I2) = 8,7.10-4 mol

Logo, a quantidade de matéria de Cu+2 foi igual a:

2 Cu+2 (aq) + 4 KI (aq) → Cu2I2 (aq) + I2 (aq) + 4 K+

(aq)

2 mol -------------1 mol

n(Cu+2) --------------- n(I2)

n(Cu+2) = 2.n(I2)

n(Cu+2) = 2. 8,7.10-4 mol

n(Cu+2) = 17,4.10-4 mol

Sabendo que a massa molar do cobre vale 63,546(3) g.mol-1, então a massa

de cobre no latão era de:

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m(Cu no latão) = n(Cu+2).MM(Cu

+2)

m(Cu no latão) = 17,4.10-4 mol. 63,546(3) g.mol-1

m(Cu no latão) = 0,111 g

Portanto, a porcentagem de cobre no latão era de:

A porcentagem de cobre em Latão Liga 260 é de 70% (Latão Liga 260).

Portanto, o valor achado por titulação encontrava-se próximo ao valor real.

De forma análoga outras 5 determinações foram executadas, os valor

encontrados para a taxa de cobre na amostra foi relacionado na tabela 1:

Tabela 1: Determinações do teor de cobre.

Determinação Teor de cobre (%)

1 68,5

2 67,3

3 69,1

4 69,8

5 70,1

6 70,6

Fonte: Autoria Própria.

Calculou-se a média e o desvio padrão das análises. O valor encontrado

para o teor de cobre na amostra foi de:

(69,23 ± 1,20) %

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4 CONCLUSÃO

Para a liga de latão analisada chegou-se a uma porcentagem média de

69,23 % com desvio padrão de 1,20 %, com isso pose-se concluir que essa era uma

liga do tipo 260, devido a esse desvio relativamente baixo pôde-se concluir que a

liga analisada era homogênea, até porque existe o erro do método, como por

exemplo passar do ponto de viragem ou ainda parar a titulação antes do ponto de

viragem.

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5 REFERÊNCIAS

ANGELO; COPPER + NITRIC ACID. Disponível em: <http://www.angelo.edu/faculty/kboudrea/demos/copper_HNO3/Cu_HNO3.htm>. Acesso em: 05 nov 2010. CHEMISTRY COMES ALIVE: COPPER IN CONCENTRATED SULFURIC ACID. Disponível em: <http://jchemed.chem.wisc.edu/jcesoft/CCA/CCA3/MAIN/CUNASID/PAGE1.HTM>. Acesso em: 05 nov 2010.

DETERMINAÇÃO DE COBRE EM LATÃO. Disponível em: <http://domfeliciano sec.dyndns.org/marcelo.antunes/cobre%20em%20latao.htm>. Acesso em: 05 nov 2010. LATÃO LIGA 260: FICHA TÉCNICA; Disponível em: <http://www.qualinox.com.br/ficha_latao.htm>. Acesso em 05 nov 2010.