ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Determinação dos pK’s 3 e 4 do EDTA por titulações potenciométricas e condutimétricas simultâneas
AUTORES: FERREIRA, M. A. (UNB) ; MARINHO, E. P. (UNB) ; CAMPOS, A. F. C. (UNB) ; TOURINHO, F. A. (UNB) ; AQUINO, R. (UNB) ; DEPEYROT, J. (UNB)
RESUMO: Neste trabalho propomos um método simples e confiável para determinar os pK’s 3 e 4 do ácido 1,2-diaminoetanotetracético (EDTA). O método consiste em realizar titulações potenciométricas e condutimétricas simultâneas, a fim de se determinar os pontos de equivalência com exatidão. De posse destes pontos e com o auxílio da equação de Henderson-Hasselbalch poderemos calcular os referidos pK’s. Os resultados obtidos foram os seguintes: 6,2 para o pK3 e 10,3 para o pK4, que ficaram de acordo com os valores relatados na literatura. O método proposto mostrou ser eficiente, podendo ser estendido para a determinação dos pK’s de outros ácidos e bases polifuncionais.
PALAVRAS CHAVES: titulação potenciométrica e condutimétrica, sistemas polifuncionais.
INTRODUÇÃO: A determinação de pK’s de ácidos polifuncionais é essencial para se conhecer as espécies iônicas presentes em solução numa determinada faixa de pH. No caso do EDTA, os pK’s inferem em qual região de pH encontram-se as espécies H4Y, H3Y-, H2Y2-, HY3- e Y4-. A partir desses dados podemos construir curvas de especiação que mostrarão qual delas estará presente em solução. O conhecimento desses valores, por exemplo, permite a aplicação do EDTA em análises quantitativas, tornando-o seletivo para determinado cátion.
Nos casos mais simples, a determinação do pK pode ser feita apenas por uma titulação potenciométrica, em que os pontos de equivalência são determinados pelas inflexões da curva de titulação. Com esses valores e com a equação de Henderson-Hasselbalch pode-se calcular os pK’s. Contudo, para sistemas polifuncionais mais complexos, ou seja, quando a diferença entre os pK’s é menor que 4 ou quando o pK é maior que 8, que é o caso do pK3 e pK4 do EDTA, a potenciometria como técnica única não consegue obter pontos de equivalência nítidos.
Ainda a titulação condutimétrica isolada permite determinar pontos de equivalência. Contudo, seus resultados não fornecem acesso as constantes de equilíbrio, uma vez que são calculadas a partir de dados potenciométricos. Deste modo, a nossa proposta é associar as titulações potenciométricas e condutimétricas para determinar os pKa’s 3 e 4 do EDTA, em uma única titulação.
MATERIAL E MÉTODOS: Uma alíquota de 40 mL de uma solução de EDTA 0,1 mol/L foi titulada com uma solução de NaOH 0,1 mol.L-1 usando uma bureta digital da Metrohm modelo 715 Dosimat. O pH da solução de EDTA foi ajustado para 4,0 pela adição de ácido nítrico concentrado. As medidas de condutividade foram obtidas por meio de um aparelho da Metrohm, modelo 712 com célula condutimétrica imersa em solução (Metrohm 6.0901.110). Um pHmêtro modelo 713 da Metrohm ( precisão de 0,1 mV ou 0,001 unidades de pH) com eletrodo de vidro conjugado (Metrohm 6.022.100) foi utilizado para medidas de pH. A temperatura foi controlada com um termômetro de resistência (Pt 100). Todos os reagentes usados são de grau analítico. Ao todo foram obtidos 67 pontos e construiu-se a curva de titulação que está apresentada na figura 1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1 mostra a curva de titulação potenciométrica e condutimétrica simultânea do EDTA, que exibe três regiões distintas. A primeira, onde a condutividade aumenta levemente, corresponde à titulação do ácido nítrico adicionado para ajuste de pH 4 e do ácido fraco H2Y2- até o ponto de equivalência 1 (PE1), onde há sua completa neutralização. A segunda região relaciona-se à titulação da espécie HY3- até PE2 originando a espécie Y4-. O decréscimo da condutividade até PE2 está relacionado ao decréscimo da condutividade molar específica das espécies H2Y2-, HY3- e Y4- que apesar de a seqüência de espécies formadas apresentar uma maior multiplicidade de carga, seus raios iônicos aumentam à medida que a carga do ânion aumenta de dois a quatro, o que acarreta uma menor mobilidade desses iôns. Na última região há aumento da condutividade devido ao excesso de base adicionado, sendo os íons Na+ e OH- livres em solução, após a completa neutralização das espécies do EDTA, os maiores responsáveis por essa intensidade de condutividade em solução.
Os pontos de equivalência PE1 e PE2 foram determinados pela técnica de intersecção das porções lineares da curva condutimétrica [2] e os valores de pK’s foram determinados utilizando-se a equação de Henderson-Hasselbalch, onde o pK é igual ao pH a 50% do ponto de equivalência.
Os resultados calculados foram 6,2 e 10,3 para pK3 e pK4, respectivamente e ficaram de acordo com os valores relatados na literatura.
CONCLUSÕES: Este é um método inovador e simples que pode ser estendido para a resolução de misturas complexas de ácidos fortes e fracos, bem como para a determinação das constantes de equilíbrio de ácidos fracos, que não podem ser encontradas somente por potenciometria.
Este modelo está sendo estendido para o estudo da densidade superficial de carga de nanopartículas magnéticas, parâmetro dependente do pH, cuja superfície comporta-se como sendo uma mistura de ácido forte e fraco.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPQ e à CAPES pelas bolsas concedidas ao GFC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: F.A. Tourinho, A.F.C. Campos, R. Aquino, M.C.F.L. Lara, G. J. da Silva e J. Depeyrot, Braz. Journ. Phys. 32, 2B (2002).
A.F.C. Campos, F.A. Tourinho, G. J. da Silva, M.C.F.L. Lara, e J. Depeyrot, Eur. Phys. J. E. 6, 29 (2001).
