O método de Mohr é uma variante da argentometria, que por sua vez é uma das muitas áreas dos volumes usados na determinação do conteúdo de íons cloreto em amostras de água. A concentração de Cl - indica a qualidade da água, afetando suas propriedades organolépticas como o sabor e o cheiro.
Esse método, idealizado em 1856 pelo químico alemão Karl Friedrich Mohr (106-1879), continua em vigor devido à sua simplicidade e praticidade. Uma de suas principais desvantagens, porém, é que ele depende do uso de cromato de potássio, K 2 CrO 4, um sal prejudicial à saúde ao poluir a água.
O precipitado de cor de tijolo de cromato de prata marca o ponto final da titulação do cloreto pelo método de Mohr. Fonte: Anhella Por ser um método volumétrico, a concentração de íons Cl - é determinada por meio de titulações ou titulações. Nestes, o ponto final, indicativo de que o ponto de equivalência foi atingido. Não é uma mudança de cor como vemos em um indicador ácido-base; mas a formação de um precipitado avermelhado de Ag 2 CrO 4 (imagem superior).
Quando esta cor avermelhada ou tijolo aparece, a titulação é finalizada e, após uma série de cálculos, determina-se a concentração dos cloretos presentes na amostra de água.
Fundamentos
O cloreto de prata, AgCl, é um precipitado leitoso que se forma assim que os íons Ag + e Cl - estão em solução. Com isso em mente, pode-se pensar que adicionando prata suficiente de um sal solúvel, por exemplo, nitrato de prata, AgNO 3, a uma amostra com cloretos, podemos precipitar todos eles como AgCl.
Pesando então este AgCl, a massa dos cloretos presentes na amostra aquosa é determinada. Isso corresponderia a um método gravimétrico e não volumétrico. Porém, há um problema: o AgCl é um sólido bastante instável e impuro, pois se decompõe à luz do sol, e também precipita rapidamente, absorvendo todas as impurezas que o cercam.
Portanto, o AgCl não é um sólido a partir do qual resultados confiáveis podem ser obtidos. Esta é provavelmente a razão pela qual surgiu a engenhosidade de desenvolver um método volumétrico para determinar os íons Cl -, sem a necessidade de pesar nenhum produto.
Assim, o método de Mohr oferece uma alternativa: obter um precipitado de cromato de prata, Ag 2 CrO 4, que serve como ponto final de uma titulação ou titulação de cloretos. Seu sucesso tem sido tamanho que ainda é usado na análise de cloretos em amostras de água.
Reações
Que reações ocorrem no método de Mohr? Para começar, temos íons Cl - dissolvidos em água, onde a adição de íons Ag + inicia um equilíbrio de solubilidade muito deslocado para a formação do precipitado de AgCl:
Ag + (aq) + Cl - (aq) ⇋ AgCl (s)
Por outro lado, no meio também deve haver íons cromato, CrO 4 2-, pois sem eles o precipitado avermelhado de Ag 2 CrO 4 não se formaria:
2Ag + (aq) + CrO 4 2- (aq) ⇋ Ag 2 CrO 4 (s)
Portanto, em teoria, deveria haver um conflito entre os dois precipitados, AgCl e Ag 2 CrO 4 (branco vs. vermelho, respectivamente). Porém, em água a 25ºC, o AgCl é mais insolúvel do que o Ag 2 CrO 4, então o primeiro sempre precipitará antes do último.
Na verdade, Ag 2 CrO 4 não precipitará até que não haja cloretos com os quais formar sais; ou seja, o excesso mínimo de íons Ag + não precipitará mais com o Cl - mas com o CrO 4 2-. Veremos, portanto, o aparecimento do precipitado avermelhado, sendo este o ponto final da avaliação.
Processo
Reagentes e condições
O titulante deve ir para a bureta, que neste caso é uma solução de AgNO 3 0,01 M. Como o AgNO 3 é sensível à luz, é recomendável cobrir a bureta com papel alumínio depois de preenchida. E como indicador, uma solução de 5% K 2 CrO 4.
Esta concentração de K 2 CrO 4 garante que não haja um excesso considerável de CrO 4 2- em relação ao Cl -; Se isso ocorrer, o Ag 2 CrO 4 precipitará primeiro em vez do AgCl, embora este seja mais insolúvel.
Por outro lado, o pH da amostra de água deve ter um valor entre 7 e 10. Se o pH for maior que 10, o hidróxido de prata precipitará:
Ag + (aq) + OH - (aq) ⇋ AgOH (s)
Já se o pH for menor que 7, o Ag 2 CrO 4 ficará mais solúvel, sendo necessário adicionar um excesso de AgNO 3 para obter o precipitado, o que altera o resultado. Isso se deve ao equilíbrio entre as espécies CrO 4 2- e Cr 2 O 7 2-:
2H + (aq) + 2CrO 4 2- (aq) ⇋ 2HCrO 4 - (aq) ⇋ Cr 2 O 7 2- (aq) + H 2 O (l)
É por isso que o pH da amostra de água deve ser medido antes que o método de Mohr seja executado.
Avaliação
O titulante AgNO 3 deve ser padronizado antes da titulação, usando uma solução de NaCl.
Feito isso, 15 mL da amostra de água são transferidos para um Erlenmeyer, diluído em 50 mL de água. Isso ajuda que, quando as 5 gotas do indicador K 2 CrO 4 são adicionadas, a cor amarela do cromato não é tão intensa e não evita que o ponto final seja detectado.
A titulação é iniciada abrindo a torneira da bureta e soltando a solução de AgNO 3. Verá que o líquido no frasco ficará turvo amarelado, produto do AgCl precipitado. Uma vez apreciada a cor avermelhada, interrompa a titulação, agite o frasco e aguarde cerca de 15 segundos.
Se o precipitado de Ag 2 CrO 4 se dissolver novamente, adicione outras gotas de AgNO 3. Quando permanece constante e inalterado, a titulação é concluída e o volume deslocado da bureta é anotado. A partir desses volumes, fatores de diluição e estequiometria, é determinada a concentração dos cloretos na amostra de água.
Formulários
O método de Mohr se aplica a qualquer tipo de amostra aquosa. Ele não só permite determinar, cloretos, brometos, mas também, Br -, e cianetos, CN -. Portanto, é um dos métodos recorrentes para avaliar a qualidade da água, seja para consumo ou para processos industriais.
O problema desse método está no uso do K 2 CrO 4, um sal altamente tóxico devido ao cromato e, portanto, tem impacto negativo nas águas e nos solos.
Por isso, procuramos modificar o método para dispensar este indicador. Uma opção é substituí-lo por NaHPO 4 e fenolftaleína, onde o sal AgHPO 4 é formado pela alteração do pH o suficiente para que um ponto final confiável seja obtido.
Referências
- Day, R., & Underwood, A. (1965). Quantitative Analytical Chemistry. (quinta edição). PEARSON Prentice Hall, p. 277.
- Angeles Mendez. (22 de fevereiro de 2012). Método de Mohr. Recuperado de: quimica.laguia2000.com
- ChemBuddy. (2009). Método de Mohr. Recuperado de: titrations.info
- Daniele Naviglio. (sf). Método de Mohr. Federica Web Learning. Recuperado de: federica.unina.it
- Hong, TK, Kim, MH e Czae, MZ (2010). Determinação da clorinidade da água sem o uso de indicador de cromato. Jornal internacional de química analítica, 2010, 602939. doi: 10.1155 / 2010/602939