Disciplina QUI 150, 1º Semestre 2024 – Laboratório de Química Analítica V
Lista de Exercícios - 3º TVC
Informações importantes:
1) A lista deve ser feita mão em um caderno de laboratório individual;
2) Gráficos podem ser impressos e colados no caderno;
3) O caderno deve ser apresentado ao monitor para “visto”.
Questão 1 (Prática 11). De acordo com a Tabela 1 responda:
a) Qual o princípio da técnica de cromatografia em papel?
b) Para identificar substâncias presentes em uma amostra empregando cromatografia em papel, deve-se levar em
consideração o fator de retenção (Rf) destas, propriedade que varia de acordo com os materiais empregados no
experimento, como a fase móvel, a fase estacionária e o suporte da fase estacionária. Após a eluição de uma amostra
contendo cátions metálicos foram obtidas as seguintes distâncias percorridas pelos solutos da amostra dos padrões.
Tabela 1. Distâncias percorridas pelos solutos e solvente para padrões e amostras.
Eluição
Padrão
Amostra
Distância percorrida pelo soluto (cm)
Distância percorrida pelo solvente (cm)
Mn (II)
6,5
8,5
Co (II)
3,6
8,5
Mn (II)
3,5
8,4
Co (II)
3,7
8,4
Baseados nos Rf calculados (padrões e amostras) diga quais íons estão presentes.
Questão 2 (Prática 8 e 10). Responda:
a) Cite as vantagens e as limitações do uso de titulação potenciométrica.
b) Dê exemplos de aplicações de uma resina de troca iônica.
Questão 3 (Prática 8). 10 mL de uma solução estoque hidrogenofosfito de sódio (Na2HPO3) foi titulada por titulação
potenciométrica com solução de ácido nítrico 0,5 mol L-1. Os resultados obtidos pelo analista, curva de titulação e sua
primeira e segunda derivadas, são mostrados na Figura 1.
Figura 1. Curva de titulação de solução de Na2HPO3, e sua respectiva primeira e segunda derivada.
a) Calcule a concentração de Na2HPO3 na solução de acordo com o volume do primeiro e do segundo ponto de
equivalência.
b) Considerando que a concentração de Na2HPO3 na solução estoque era de 12,596 g L-1, calcule os erros relativo e
absoluto para ambos os pontos de equivalência. Qual ponto de equivalência se mostrou mais adequado nesta
determinação? Dado: MM(Na2HPO3) = 125,96 g mol-1.
c) Inserir todas as reações de equilíbrio envolvidas no equilíbrio de dissociação em meio aquoso e na titulação ácidobase;
Questão 4 (Prática 10). Em uma coluna contendo resina de troca iônica foi adicionado 2,0 mL de solução de um dado
cátion trivalente (M3+). Após a devida lavagem da coluna para a troca dos íons (equação abaixo), a água de lavagem foi
coletada em balão volumétrico e aferido para 25,0 mL. 5,0 mL do eluato foi titulado com solução de KOH 0,02 mol L1
e fenolftaleína, consumindo 10,2 mL de titulante.
+
3+
3+
3(RSO−
⇌ (RSO−
+ 3H +
3H ) + M
3 )3 M
a) Qual a concentração de íons M3+ encontrada por esse analista?
b) Considerando que a solução original de M3+ tenha concentração de 0,185 mol L-1, qual é a eficiência da resina de
troca iônica utilizada?
Questão 5 (Prática 9). A constante de distribuição (K) de iodo (I2) entre água e um dado solvente orgânico é igual a
85. Visando a eliminação de interferentes presentes em uma solução aquosa de iodo
2,0 × 10-2 mol L-1 (volume total de 20,0 mL), foi realizado um procedimento de extração de iodo usando o solvente
orgânico citado inicialmente. Com base nos dados acima responda:
a) Calcule a concentração de iodo restante na fase aquosa após extrações com uma, duas e três porções de 10,0 mL do
solvente orgânico.
b) Calcule agora a concentração restante após extração sequencial com cinco porções de 4,0 mL de solvente (volume
total de 20 mL).
c) Qual seria a eficiência de uma extração empregando apenas 1,0 mL de solvente orgânico como extrator?
Questão 6 (Prática 9). Objetivando a determinação da razão de distribuição (D) e do coeficiente de distribuição (K) do
iodo (I2) em diferentes solventes, uma farmacêutica transferiu para um funil de separação 5,00 mL de uma solução de
I2. Em seguida, foi adicionado 5,00 mL de solvente (etoxietano, etoxipropano e 1-metóxi-1-metil-propano) ao funil de
separação, que foi deixado em repouso para separação das fases. Após a separação, retirou-se a fase aquosa e titulou a
mesma com tiossulfato de sódio (Na2S2O3) 0,1 mol L-1 para a determinação da concentração de iodo na fase aquosa. Os
seguintes volumes foram encontrados nas titulações: etoxietano (1,3 mL), etoxipropano (1,50 mL) e 1-metoxi-1-metilpropano (1,8 mL). A partir dos valores encontrados nas titulações, responda:
a) A razão de distribuição (D) para cada um dos solventes.
b) O coeficiente de distribuição (K) para cada um dos solventes e verifique qual o melhor solvente para extrair iodo de
uma solução aquosa.
c) A partir dos dados acima calcular o número teórico de etapas necessárias para obter E%  que 95% para cada um dos
solventes. Considere para o cálculo uma etapa de 5 mL, duas etapas de 5 ml e três etapas de 5 ml.
Dados:
Concentração inicial de iodo (CT) = 0,03 mol L-1
Constante de formação (Kf) para o complexo triiodeto (I3-): 7,68 x 102
Reação de titulação: I2(aq) + 2S2O322I-(aq) + S4O62.
𝐶
𝐷 = 𝐶𝑜𝑟𝑔 𝐷 =
𝑎𝑞
𝐾
(1+𝐾𝑓 𝐶𝑇 )
𝐶𝑎𝑞 = (𝑉
𝑖
𝑉𝑎𝑞
𝑜𝑟𝑔
𝐶
) × 𝐶𝑇 𝐸(%) = ( 𝐶𝑜𝑟𝑔) × 100
𝐾+𝑉
𝑎𝑞
𝑇
Questão 7 (Prática 10). Na determinação da eficiência de uma resina de troca iônica um analista tomou 1,00 mL de
uma solução de Na2CO3 2,85 mol L-1 e transferiu para o interior da coluna contendo a resina. Em seguida, adicionou-se
água destilada continuamente, eluindo a amostra diretamente em um balão de 100,00 mL. Após esse procedimento, o
eluato foi recolhido da coluna, que é o ácido formado pela troca iônica (Na+/H+). Após o analista ter identificado que
não havia mais a formação de ácido, interrompeu a saída da coluna e completou o volume do balão com água destilada.
Em seguida, foi retirada uma alíquota de 10,00 mL da solução do eluato diluído e titulou com NaOH 0,0937 mol L-1,
tendo sido encontrado um volume de 2,65 mL no ponto final. A partir dos dados obtidos, calcule a eficiência da coluna
de troca iônica para a extração de Na+ de uma solução salina.
Questão 8 (Prática 11). Em uma aula prática o aluno tinha uma mistura contendo duas substâncias conhecidas, A e B.
Buscando descobrir qual seria a melhor mistura de solventes para a análise desta mistura por cromatografia líquida de
alta eficiência (HPLC), o aluno fez testes rápidos com a separação das substâncias por cromatografia de camada delgada
(cromatografia em papel). Os quatros testes feitos com diferentes eluentes são mostrados nas imagens de papel
cromatográfico abaixo (Figura 2).
Figura 2. Cromatograma em papel
De acordo com as diferentes eluições da amostra mistura, os fatores de retenção (Rf) em cada eluição, e sabendo que
cada um dos solventes utilizados como eluente estava presente na forma de uma mistura com uma pequena porção da
água, responda às seguintes questões:
a) Qual eluente tem a interação mais fraca com a substância A?
b) E qual tem a interação mais forte com a substância B?
c) Qual o melhor eluente para a separação de A e B?
d) Por que o papel utilizado não é considerado a fase estacionária neste caso?
Questão 9 (Prática 8). Descrição sucintamente o princípio da técnica de titulação potenciométrica.
Questão 10 (Prática 8). Para a determinação do teor de ácido fosfórico em um suplemento alimentar líquido por
titulação potenciométrica uma farmacêutica pipetou 10 mL do suplemento alimentar líquido num béquer de 250 mL,
contendo uma barrinha magnética, e adicionou aproximadamente 175 mL de água destilada. O eletrodo de vidro para
leitura de pH foi montado pela profissional modo a ficar próximo ao fundo do béquer sem tocar na barrinha, certificandose que a quantidade de água foi suficiente para cobrir a membrana de junção líquida (Figura 3). Mediu-se então o pH
inicial e titulou-se a amostra preparada com uma solução de NaOH padronizada 0,250 mol L-1. Os dados da titulação
após cada incremento de base estão na Tabela 2.
Figura 3. Esquema ilustrativo de um eletrodo combinado de vidro para medidas de pH.
Tabela 2. Medidas do pH durante a titulação para a construção da curva pH versus volume de NaOH.
∆𝒑𝑯
∆𝟐 𝒑𝑯
̅
̅𝟐
VNaOH (mL)
pH
∆𝑽
∆𝑽
∆𝑽
∆𝑽𝟐
0,0
2,47
0,2
2,49
0,4
2,54
0,6
2,59
0,8
2,65
1,0
2,73
1,2
2,80
1,4
2,93
1,6
3,04
1,8
3,26
2,0
3,57
2,2
3,96
2,3
4,20
2,4
4,53
2,5
5,08
2,6
5,55
2,8
5,92
3,0
6,23
3,2
6,44
3,4
6,58
3,6
6,74
3,8
6,88
4,0
6,99
4,2
7,15
4,4
7,25
4,6
7,40
4,8
7,63
4,9
7,70
5,0
7,84
5,1
7,95
5,2
8,16
5,3
8,74
5,4
8,98
5,6
9,62
5,8
9,94
6,0
10,22
Com base nos dados responda as questões abaixo:
a) Inserir todas as reações de equilíbrio envolvidas no equilíbrio de dissociação do ácido fosfórico em meio aquoso e na
titulação ácido-base.
b) Construir e mostrar o gráfico pH versus volume de titulante.
c) Calcular a 1ª derivada para a curva obtida e construir um gráfico de ∆𝑝𝐻/∆𝑉versus volume médio de titulante (∆𝑉̅ ).
d) Calcular a 2ª derivada para a curva obtida e construir um gráfico de ∆2 𝑝𝐻/∆𝑉 2 versus volume médio de titulante
(∆𝑉̅ 2 ).
d) Calcular a concentração de ácido fosfórico no Biotônico Fontoura, em mol L-1 e em mg L-1, para ambos os pontos de
equivalência usando ambas derivadas e determinar qual deles confere um valor mais exato (Valor do rótulo = 4,7
mg/mL);
e) Calcular o erro relativo para a concentração obtida em “d” e comentar se houve diferença significativa entre o uso do
1º e do 2º ponto de equivalência.
f) Por que não foi possível titular os três hidrogênios do ácido fosfórico na prática em questão?
g) Qual é a fonte da diferença de potencial de interface (Ei) responsável pela medida de pH na superfície da membrana
de vidro seletiva a íons H+?
h) Construa um diagrama de uma célula de membrana de vidro/eletrodo de Ag/AgCl para a medida do pH. Identifique
no diagrama a origem do potencial do eletrodo de referência (EAg/AgCl), o potencial de junção líquida (Ej), a concentração
dos íons hidrogênio (H+) presentes na solução do analito, os potenciais dos dois lados da membrana de vidro (E1 e E2)
e o potencial da interface (Ei).
Dados:
∆𝑝𝐻
1ª Derivada: ∆𝑉 𝑛 =
𝑛
𝑝𝐻𝑛+1 −𝑝𝐻𝑛
𝑉𝑛+1 −𝑉𝑛
̅
𝑉
̅𝑛
+𝑉
Volume médio (1ª derivada): ∆𝑉̅𝑛 = 𝑛+12
∆𝑝𝐻
∆𝑝𝐻
𝑛
𝑛+1 −
∆2 𝑝𝐻
∆𝑉
∆𝑉
2ª Derivada: ∆𝑉 2 𝑛 = ∆𝑉𝑛+1 −∆𝑉 𝑛
𝑛
𝑛+1
𝑛
Volume médio (2ª derivada): ∆𝑉̅𝑛2 =
̅𝑛+1 +∆𝑉
̅𝑛
∆𝑉
2
Constantes de dissociação do H3PO4: K1 = 7,11x10-3, K2 = 6,32x10-8, K3 = 7,01x10-13
Questão 11 (Prática 10). Defina o processo de troca iônica.
Questão 12 (Prática 11). Qual o princípio da técnica de cromatografia em papel.