Pratica 9 - POtenciometria

7/21/2019 Pratica 9 - POtenciometria

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Universidade Federal de Goiás – Campus de CatalãoDepartamento de Química

Disciplina: Análise Instrumental II

Prática 9

Determinaão de ácido ac!tico em vina"re por

potenciometria e condutometria

Professor: Dr# $eonardo %# Andrade

Alunos: &árcio da %ilva – '(')*+

,enato %# &endes – '(')-(

Catalão . G/

&aio de *'0*



1. INTRODUÇÃO

As titula1es estão entre os procedimentos analíticos mais e2atos# 3m uma titulaão4 o

analito rea"e com um rea"ente 5o titulante6 em uma reaão de este7uiometria con8ecida#Geralmente4 a 7uantidade de titulante ! variada at! 7ue a e7uivalncia 7uímica sea alcanada4

como indicado pela mudana de cor de um indicador 7uímico ou pela mudana na resposta de

um instrumento# A 7uantidade do rea"ente padroni;ado necessária para atin"ir a e7uivalncia

7uímica pode ser relacionada com a 7uantidade de analito presente# Portanto4 a titulaão ! um

tipo de comparaão 7uímica 5%<//G4 *''=6#

>a titulaão potenciom!trica4 o potencial do eletrodo indicador ! medido em ?unão do

volume de titulante adicionado# / ponto de e7uivalncia da reaão ! recon8ecido pelamudana s@ita do potencial oservado no "rá?ico das leituras de ?ora eletromotri; 5?#e#m#6

contra o volume de soluão titulante# As titula1es potenciom!tricas re7uerem e7uipamento

especial e são de e2ecuão mais demorada do 7ue as titula1es convencionais aseadas no uso

de indicadores 5/%ABA G/>A$E3%4 *''6#

A condutividade el!trica relativa de ácidos ?ortes ou ?racos está diretamente

relacionada aos seus di?erentes "raus de dissociaão em soluão a7uosa 5A,,I%4 *''=6#

>a titulaão condutom!trica o aumento ou o decr!scimo da condutHncia são

relacionados s varia1es de concentraão das esp!cies iJnicas 7ue participam da reaão

envolvida# Uma s!rie de medidas da condutHncia4 antes e depois do ponto de e7uivalncia4

assinala o ponto ?inal da titulaão como uma descontinuidade na variaão da condutHncia

5$/U,3>K/ et al#4 *''+6#

A titulaão colorim!trica empre"ada atualmente trata.se de uma t!cnica 7ue utili;a um

indicador 7uímico 7ue propicia a mudana de coloraão do meio dependendo da ?ai2a de p4

o 7ue condu; otenão do ponto de e7uivalncia# >este m!todo4 a mudana de coloraão da

soluão indica o ponto ?inal da titulaão4 7ue ! ?acilmente perceptível a ol8o nu4 mas este

tam!m pode ser veri?icado eletrometricamente ou ?otometricamente# 3sta ! uma t!cnica de

?ácil aplicaão e ai2o custo4 principalmente 7uando comparada t!cnica cromato"rá?ica4 por

e2emplo 5/$IE3I,A et al#4 *'0'6#

De acordo com Madsen, o ano de 1729 pode ser considerado como o

marco introdutório das titulações. Neste ano, Claude Joseph Georo!

apresentou um arti"o para a #cademia $rancesa so%re a determinaç&o de

'cido ac(tico no )ina"re, a partir da sua reaç&o com car%onato de pot'ssio

pul)eri*ado. +e"undo este procedimento, o car%onato era adicionado ao



)ina"re at( ue n&o hou)esse mais e-er)escncia. /ste procedimento

tal)e* n&o se0a uma titulaç&o con)encional, mas cont(m )'rias etapas

caractersticas de titulaç&o 3/44#5 46++, 288:.

/ ácido ac!tico4 utili;ado na produão do vina"re4 ! otido asicamente pelos processos de o2idaão do etanol 5sinteticamente6 ou de ?ermentaão 5iolo"icamente6# >o

entanto4 a ?onte de etanol pode vir de várias ori"ens4 como cana.de.a@car4 uva4 mel4 larana4

maã4 entre outras# Desse modo4 a caracteri;aão do ácido ac!tico nos vina"res ! de "rande

importHncia para a ind@stria de alimentos4 uma ve; 7ue os custos da mat!ria.prima estão

diretamente relacionados sua ori"em 5L/FF/ F3,,3I,A4 *''6#

2. OBJETIVO

Determinar e2perimentalmente o teor de ácido ac!tico em vina"re comercial pelos

m!todos potenciom!trico 5eletrodo de p64 condutom!trico e colorim!trico e veri?icar a

e?icincia desse m!todos utili;ados#

3. PARTE EXPERIMENTAL

-#0# &aterial utili;ado

• C!lula de condutividade

• Aparel8o de medião de p 5pmetro6

• L!7ueres de =' m$

• L!7ueres de *= m$

•

0 A"itador ma"n!tico e 0 arra de a"itaão ma"n!tica• 0 %uporte universal e pinas de madeira

• 0 proveta de 0'' m$

• 0 Lalão volum!trico de =' m$

• Papel asorvente

• 0 Lureta de *= m$

• 3rlenmeMser de *=' m$#

-#*# ,ea"entes utili;ados



• N"ua destilada

• Eina"re comercial

• %oluão de 8idrO2ido de sOdio 5>a/6 a '40 mol$.0

• %oluão de 8idrO2ido de sOdio 5>a/6 a 04' mol$.0

• Indicador 7uímico ?enol?taleína#

-#-# Procedimento 32perimental

-#-#0# &!todo potenciom!trico 5eletrodo de p6

. Adicionou.se 0' m$ de vina"re comercial em um !7uer de 0=' m$

. Adicionou.se ao mesmo !7uer o volume de 0'' m$ de á"ua destilada e uma arra de

a"itaão

. &er"ul8ou.se nesta soluão o eletrodo de p

. Amientou.se a ureta com soluão de >a/ 04' mol$.0

. Completou.se o volume da ureta com soluão de >a/ 04' mol$.0 at! *= m$

. &ontou.se o sistema de titulaão potenciom!trica4 como ilustrado na ?i"ura '0

. Procedeu.se na titulaão com incrementos iniciais de '4= m$ em '4= m$ e nas

imedia1es do ponto de e7uivalncia adicionou.se volumes de '4* m$ em '4* m$#

Fi"ura '0 – Desen8o es7uemático da titulaão potenciom!trica montada#



-#-#*# &!todo condutom!trico

. Adicionou.se 0' m$ de vina"re comercial em um alão de ?undo redondo de =' m$

. Completou.se o volume do alão de ?undo redondo com á"ua destilada

. rans?eriu.se = m$ da soluão de vina"re para um !7uer de =' m$

. Adicionou.se -' m$ de á"ua destilada no mesmo !7uer de =' m$

. Amientou.se a ureta com soluão de >a/ '40 mol$.0

. Completou.se o volume da ureta com soluão de >a/ '40 mol$.0 at! *' m$

. &ontou.se o sistema de titulaão condutom!trica4 como ilustrado na ?i"ura '*

. Procedeu.se na titulaão com incrementos iniciais de '40 m$ em '40 m$ e em todo

restante adicionou.se sempre volumes de '4* m$ em '4* m$#

. Procedeu.se na leitura e posterior anotaão da condutHncia ?ornecida pelo

instrumento#

Fi"ura '* – Desen8o es7uemático da titulaão condutom!trica montada#

-#-#-# &!todo colorim!trico

. rans?eriu.se 0' m$ de vina"re comercial para um !7uer

. Adicionou.se estes 0' m$ de vina"re em um erlenmeMer de *=' m$4 e posteriormente

0'' m$ de á"ua destilada no mesmo



. Amientou.se a ureta com soluão de >a/ 04' mol$.0

. Completou.se o volume da ureta com soluão de >a/ 04' mol$.0 at! *= m$

. Adicionou.se - "otas de ?enol?taleína ao erlenmeMer contendo a soluão de vina"re

. &ontou.se o sistema de titulaão colorímetrica4 como ilustrado na ?i"ura '-:

Fi"ura '- – Desen8o es7uemático da titulaão colorim!trica montada#

. Procedeu.se na titulaão de neutrali;aão

. /servou.se o ponto de vira"em e anotou.se o volume "asto de >a/#

. RE!ULTADO! E DI!"U!!ÃO

.1. T#$ul%&'o "olor#()$r#*%

A reaão envolvida na titulaão de neutrali;aão do vina"re 5C-C//6 com >a/?oi a se"uinte:

6565- aqaq NaOH COOH CH + 65*65- l aq O H COONaCH +

Como todas as outras4 as titula1es de neutrali;aão tam!m dependem da reaão

7uímica entre o analito e um rea"ente# / ponto de e7uivalncia 7uímico4 neste m!todo4 !



locali;ado por um indicador 7uímico 7ue propicia a mudana de coloraão do meio

dependendo da ?ai2a de p# >este caso4 ?oi utili;ado como indicador 7uímico a ?enol?taleína4

7ue ! um ácido or"Hnico ?raco cua ?orma não dissociada di?ere da cor de sua ase ou ácido

conu"ados4 possuindo uma ?ai2a de transião 5vira"em6 de p entre +4- e 0'#

ind 5cor ácida6 */ Ind.5cor ásica6 -/

>o e2perimento reali;ado4 titulou.se uma soluão de 0' m$ de vina"re soluili;ados

em 0'' m$ de á"ua destilada4 utili;ando como titulante uma soluão padrão de >a/ 504'

mol$.6# / ponto de e7uivalncia 7uímico desta titulaão ocorreu com volume de titulante i"ual

a 94' m$# Com a adião e2ata deste volume de >a/ a soluão mudou da cor incolor para a

cor rosa4 isso por7ue anteriormente 8aviam sido adicionadas trs "otas do indicador ?enol?taleína soluão do analito 7ue estava no erlenmeMer# >este ponto a 7uantidade de

>a/ adicionado ?oi su?iciente para rea"ir com todo o C-C// presente na soluão4

produ;indo um sal C-C//>a e á"ua 5*/6#

.2. T#$ul%&'o "on+u$o()$r#*%

Para a reali;aão desta parte do e2perimento ?oi utili;ado um vina"re de coloraão

mais clara4 7ue conse7Rentemente deve ?ornecer um volume de e7uivalncia de >a/

di?erente dos demais m!todos#

%emel8ante ao m!todo colorim!trico4 a7ui tam!m titulou.se uma soluão de vina"re

5C-C//6 de concentraão descon8ecida4 utili;ando uma soluão de >a/ 5'40 mol$ .6

como titulante# Foi medido o valor da condutHncia a cada alí7uota da soluão >a/ 7ue era

adicionada ao !7uer contendo a soluão de vina"re# /s dados otidos estão listados na taela

'0 a se"uir#





As titula1es de neutrali;aão4 utili;ando as t!cnicas condutom!tricas são ?avorecidas

pelas elevadas moilidades dos íons e /. 7uando comparadas com as dos demais íons# >a

titulaão condutom!trica4 o aumento ou o decr!scimo da condutHncia está relacionado s

varia1es de concentraão das esp!cies iJnicas envolvidas na reaão# A partir de uma s!rie demedidas da condutHncia antes e depois do ponto de e7uivalncia4 pode.se veri?icar o ponto

?inal da titulaão atrav!s do "rá?ico '0 lo"o aai2o4 7ue mostra al"umas descontinuidades ao

lon"o da variaão da condutHncia#

Grá?ico '0 – G 5condutHncia6 2 volume de titulante 5>a/6

Para ?acilitar o entendimento da curva construída da condutividade el!trica contra o

volume de soluão titulante adicionado4 deve.se levar em consideraão a se"uinte reaão

7uímica:

656565- aqaqaq OH NaCOOH CH −+

++ 65*6565- l aqaq O H NaCOOCH ++ +−

/ "rá?ico '0 tra; claramente trs re"i1es delimitadas de condutHncia4 7ue devem muito

em serem analisadas# >o início da titulaão temos em soluão uma certa 7uantidade de

proveniente da dissociaão do ácido ac!tico 5ácido ?raco6 contido no vina"re# Como a

condutividade do

! muito elevada 5ver taela '*6 o decr!scimo do termo 5S

2 T

6 !maior 7ue a soma de 5S >a 2 T>a6 com 5S C-C//. 2 TC-C//.6 e lo"o a condutividade

total da soluão tende a cair levemente 5re"ião 06# odavia4 com o decurso da titulaão a



concentraão dos íons C-C//. aumenta consideravelmente e impede a dissociaão do ácido

ac!tico 5C-C//64 passando então a não 8aver mais o íon dissociado# 3ntão uma maior

neutrali;aão de uma maior ?raão de C-C// provoca somente um aumento de T>a e

TC-C//.4 desse modo4 a condutividade do meio então tende a aumentar "radativamente de?orma randa 5re"ião *6# Quando o titulante 5>a/6 comea a ?icar em e2cesso na soluão4

ocorre um crescimento mais acentuado da condutividade 5re"ião -6 devido entrada de íons

/. 7ue tam!m possuem alta condutividade iJnica 5ver taela '*64 isso sem contar 7ue ainda

estão sendo adicionados ao meio "rande 7uantidade de íons >a#

/ ponto de in;e<&o entre a re"i&o 2 e a re"i&o = nos -ornece o ponto

de eui)alncia da titulaç&o. 6lhando para o "r'>co 81 ele mostra este

)olume como sendo de apro<imadamente 7,? m@ de Na6A.

aela '* – Condutividade iJnica de cátions e Hnions a *9+40=<

Fonte: 8ttp:VVW-#ual"#ptVXpin8eiV7aY*'0Y*'').'=Vcondutimetria#PDF

Z importante ressaltar a7ui 7ue os íons e /. possuem valores elevados de

condutividade iJnica4 con?orme mostra a taela '*# Isto acontece por7ue um mecanismo

especí?ico de conduão pode atuar para estas duas esp!cies em meio a7uoso4 pois eles são os

constituintes do solvente# /s outros íons em "eral4 são atraídos pelo campo el!trico e para se

moverem tm 7ue se a?astar do seu camin8o ustamente as mol!culas do solvente# [á os íons

e /. podem usar a prOpria estrutura do solvente 5li"a1es de 8idro"nio6 para se

movimentarem sem terem 7ue a?astar as mol!culas do solvente# Isto mostra um íon ao

encontrar uma cadeia de mol!culas de á"ua unidas por li"a1es de 8idro"nio4 ! capa; de



indu;ir uma reor"ani;aão dessas li"a1es de modo a ?acilitar sua pro"ressão na direão

deseada sem ter 7ue a?astar do seu camin8o as mol!culas de á"ua presentes#

.3. T#$ul%&'o Po$en*#o()$r#*% ,ele$ro+o +e -/

>a taela '- a se"uir estão descritos os dados otidos no processo de titulaão

potenciom!tria do vina"re 5C-C//64 usando como titulante uma soluão de >a/ de

concentraão 04' mol$.0#



A curva do "rá?ico '* aai2o ilustra o 7ue ocorre com o p medida 7ue a soluão de >a/ 04' molV$ ! lentamente adicionada#

Grá?ico '* – p 2 volume adicionado de >a/

>a t!cnica potenciom!trica a determinaão do volume de titulante "asto ! e?etuada

utili;ando.se ori"atoriamente os pontos e2perimentais otidos no intervalo do salto de p

7ue acompan8a os dois pontos este7uiom!tricos4 ustamente em uma re"ião na 7ual a resposta

do eletrodo de vidro ! mais lenta e instável# Assim como no caso da volumetria clássica4 em

7ue indicadores ácido.ase são empre"ados4 o salto potenciom!trico ! tanto maior 7uanto

maior ?or a ?ora do ácido eVou sua concentraão em soluão4 como pode ser oservado no

"rá?ico '*#/s volumes correspondentes aos pontos este7uiom!tricos são normalmente otidos ou

visuali;ados com maior precisão por meio da primeira ou se"unda derivada da curva

potenciom!trica# %endo assim4 os "rá?icos '* e '- da primeira e se"unda derivada

respectivamente4 mostram o ponto ?inal 5ponto de e7uivalncia6 e2perimental da titulaão

potenciom!trica 5eletrodo de p6#



Grá?ico '* – Primeira derivada do p 2 volume m!dio adicionado de >a/

Grá?ico '- – %e"unda derivada do p 2 volume m!dio adicionado de >a/



Percee.se atrav!s da análise dos "rá?icos '* e '- 7ue os mesmos ?ornecem um

volume de e7uivalncia em torno de 940 m$ de >a/#

Com todos os volumes de e7uivalncia encontrados4 a"ora ! possível calcular o teor de

ácido ac!tico na alí7uota de vina"re titulada em cada t!cnica# Para reali;aão dos cálculos4 aeste7uiometria em 7uestão ! da ordem de 0 : 04 con?orme reaão aai2o:

6565- aqaq NaOH COOH CH + 65*65- l aq O H COONaCH +

0 : 0 : 0 : 0

COOH CH NaOH N N -

=

0 M)$o+o Po$en*#o()$r#*o

>@mero de mols de >a/ 7ue rea"iram com C-C//:

V

N M NaOH

NaOH =

xV M N NaOH NaOH =

L xmolL N NaOH ''904''40 0−=

mol x N NaOH -

0'049 −

=

Cálculo da concentraão de C-C//:

0-

904''04'

0'049-

-

−

−

=== molL L

mol x

V

N M

COOH CH

COOH CH

Cálculo da massa de C-C// presente nos 0' m$ de vina"re titulados:

COOH CH COOH CH

COOH CH

COOH CH xV MM

m M

--

-

-=

COOH CH COOH CH COOH CH COOH CH xV xMM M m ----=

L x gmol xmolLm COOH CH '04'F'904' 00

-

−−

=

g m COOH CH =)F4'-

=

Como o teor de ácido ac!tico no vina"re ! dado em 7uantidade de "ramas por

cada 0'' m$4 temos 7ue:

'4=) " de C-C// ..... 0' m$

\ " de C-C// ........ 0'' m$

\ ] =4) " de C-C// ou =4)Y



0 M)$o+o "olor#()$r#*o


V

N M NaOH

NaOH =

xV M N NaOH NaOH =

L xmolL N NaOH ''94''40 0−=

mol x N NaOH -

0''49 −

=


0-

94''04'

0''49-

-

−

−

=== molL

L

mol x

V

N M

COOH CH

COOH CH

Cálculo da massa de C-C// presente nos 0' m$ de vina"re titulados:

COOH CH COOH CH

COOH CH

COOH CH xV MM

m M

--

-

-=

COOH CH COOH CH COOH CH COOH CH xV xMM M m----

=

L x gmol xmolLm COOH CH '04'F'9'4' 00

-

−−

=

g m COOH CH =)4'-

=



'4=) " de C-C// ..... 0' m$

^ " de C-C// ........ 0'' m$

^ ] =4) " de C-C// ou =4)Y

0 M)$o+o "on+u$o()$r#*o

Para e?eito deste cálculo devemos multiplicar a concentraão de C-C//

encontrada por cinco 52 =64 isso por7ue o volume inicial de vina"re ?oi diluído na proporão de

0 : =#


V

N M NaOH

NaOH =



xV M N NaOH NaOH =

L xmolL N NaOH ''(+4'04' 0−=

mol x N NaOH )0'+4(

−

=


0

-

)

0=F4'0''4=

0'+4(-

-

−

−

−

=== molL L x

mol x

V

N M

COOH CH

COOH CH

00 (+4'6=50=F4'-

−−

== molL xmolL M COOH CH

Cálculo da massa de C-C// presente nos = m$ de vina"re titulados:

COOH CH COOH CH

COOH CH

COOH CH xV MM

m M

--

-

-=

COOH CH COOH CH COOH CH COOH CH xV xMM M m----

=

L x gmol xmolLm COOH CH ''=4'F'(+4' 00

-

−−

=

g m COOH CH *-)4'-

=



'4*-) " de C-C// ..... = m$

_ " de C-C// ........ 0'' m$

_ ] )4+ " de C-C// ou )4+Y

Para uma mel8or or"ani;aão dos volumes de e7uivalncia e respectivos teores de

C-C// presente no vina"re e em ?unão das diversas t!cnicas utili;adas4 construiu.se a

taela ')#



Percee.se atrav!s das concentra1es otidas de ácido ac!tico 5C-C//6 7ue todas

as amostras de vina"re estão de acordo com a le"islaão vi"ente4 ou sea4 o vina"re para

consumo deve ter entre )Y e Y de ácido ac!tico# A le"islaão rasileira estaelece em )Y o

teor mínimo de ácido ac!tico para o vina"re 53&L,APA4 *''6#

. "ON"LU!ÃO

Por meio das t!cnicas de titulaão potenciom!trica 5eletrodo de p64 condutom!trica e

colorim!trica4 ?oi possível determinar e2perimentalmente o teor de ácido ac!tico 5C-C//6

em vina"re comercial presente em amostras inicialmente de concentraão descon8ecidas# Isso

?oi possível atrav!s do monitoramento e análise das diversas variáveis apresentadas por cada

m!todo utili;ado4 sendo 7ue4 cada um deles possui suas peculiaridades e similaridades 7ue

devem ser respeitadas para 7ue ao ?inal da análise se oten8a um resultado con?iável e com o

mínimo de erros possíveis# Atrav!s de cada uma das t!cnicas ?oi possível determinar o volume

de e7uivalncia e então calcular a concentraão de C-C// presente na amostra de vina"re#

Comparando.se os m!todos potenciom!trico4 condutom!trico e colorim!trico4 ?oi

possível evidenciar 7ue os trs apresentaram Otimos resultados4 onde o teor de C-C//

encontrado ?icou dentro dos padr1es estaelecidos pela 3&L,APA 53mpresa Lrasileira de

Pes7uisa A"ropecuária64 apresentando estado de conservaão prOprio para o consumo 8umano#

Eale ressaltar 7ue na titulaão colorim!trica o ponto de e7uivalncia ?oi determinado

apenas pela mudana de coloraão da soluão4 podendo "erar erros de acordo com a

sensiilidade do analista4 por isso o uso dessa t!cnica re7uer um maior nível de destre;a#

. REER4N"IA!

L/FF/4 3# F# F3,,3I,A4 A# G# Determinaão da ori"em iossint!tica de ácido ac!ticoatrav!s da t!cnica `%I3 %P3CIFIC >AU,A$ I%//PIC F,ACI/>AI/> %UDI3DL^ >UC$3A, &AG>3IC ,3%/>A>C3 5%>IF.>&,# Re5#s$% 6u7(*#% No5% , v# *94 n#-4 p# )=4 *''#

3&L,APA . E(-res% Br%s#le#r% +e Pes8u#s% A9ro-e*u:r#%. %istema de Produão deEina"re# De;emro de *''# Disponível em: b 8ttp:VVsistemasdeproducao#cnptia#emrapa#rVFontes&$VEina"reV%istemaProducaoEina"reVcomposicao#8tm# Acesso em ** de maio de

*'0*#

A,,I%4 Daniel C# An:l#se 6u7(#*% 6u%n$#$%$#5%# 3dião4 ,io de [aneiro: $ivros!cnicos e Cientí?icos 3ditora %#A#4 *''=4 cap# 0'4 p# 0+)#



$/U,3>K/4 L# C# &A,C/$I>/4 $# # [# FI$/4 /# F# Determinaão condutom!tricade Captopril em ?ormula1es ?armacuticas utili;ando sul?ato de core 5II6 como titulante#Re5#s$% 6u7(*#% No5%4 v# -04 n# *4 p# -)94 *''+#

/$IE3I,A4 ,# G# G/D/^4 # # P,AD/4 &# A# /timi;aão de metodolo"ia colorim!trica para a determinaão de ácido ascOrico em "el!ias de ?rutas# "#;n*#% e Te*nolo9#% +eAl(#ne$os4 Campinas4 v# -'4 n# 04 p# *)=4 *''+#%<//G4 D# A# B3%4 D# &# /$$3,4 F# [# C,/UC4 %# ,# un+%(en$os +e 6u7(#*%An%l7$#*%. +a ed# %ão Paulo: 8omson4 *''=4 cap# *04 p# 0+0#

/%ABA4 C# C# G/>A$E3%4 $# A# G# itulaão potenciom!trica aplicada na determinaãode ácidos "ra2os livres de Oleos e "orduras comestíveis# Re5#s$% 6u7(*#% No5% , v# *94 n# -4 p#=9)4 ?ev#4 *''#

3,,A4 [# ,/%%I4 A# E# %ore o desenvolvimento da análise volum!trica e al"umas

aplica1es atuais# Re5#s$% 6u7(*#% No5%4 v# *+4 n# 04 p# 0(4 *''=#

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