O ácido bórico é um sólido cristalino, fórmula H3BO3. Usa-se na medicina e na indústria do vidro, louça e porcelana; na soldadoura de metais; na fabricação de esmaltes e vernizes; em óptica e em fotografia; na fabricação de couro e de colas.
Comentários Técnicos
O ácido bórico atua como um ácido monoprótico (Ka = 6,4 x 10-10); não pode, portanto, ser titulado exatamente como alcali padrão 0,1N. No entanto, por adição de certos compostos poliidróxidos orgânicos, como manitol, a glucose e o glicerol, atua como um ácido muito mais forte (a constante do manitol é Ka = 1,5 x 10-4) e pode ser titulado até o ponto final indicado pela fenolftaleína.
Os efeitos dos compostos poliidroxi tem sido explicados a base da formação de complexos na proporção 1,1 – e 1,2 – moles entre o íon borato hidratado e os dióis 1,2 e 1,3:
+ H3BO3 ⇒ 
H++ 3 H2O
O glicerol tem sido largamente empregado para esta finalidade, mas o manitol e o sorbitol são mais efetivos e tem vantagem de, sendo sólidos, não aumentam o volume da solução que está sendo titulada: uma quantidade conveniente de manitol ou sorbitol é 0,5 – 0,7 g.
O método pode ser aplicado ao ácido bórico comercial, mas como este material pode conter sais de amônio, é necessário adicionar-se um pequeno excesso de solução de carbonato de sódio e depois evaporar-se à metade, para expelir a amônia. Algum precipitado que se separe é filtrado e lavado completamente, depois o filtrado é neutralizado com indicador amarelo de metila e, após ebulição, o manitol é adicionado e a solução é titulada com uma solução padrão de hidróxido de sódio 0,1 M.
H [complexo de ácido bórico] + NaOH ⇒ Na [complexo de ácido bórico] + H2O
Determinação de Boro
Reagentes
a) Solução padrão de ácido bórico, contendo 0,1748 mg de B por ml.
Dissolver 1,0000 g de H3BO3, p.a. em água destilada, transferir para balão de 1 litro e completar o volume.
b) Solução de NaOH, aproximadamente, 10 N ou a 40%.
Dissolver 40 g de NaOH em 70-80 ml de água destilada, esfriar, – transferir para balão de 100 ml e completar o volume. Transferir para frasco de plástico e deixar em repouso por aproximadamente 10 dias, ou filtrar através de filtro de vidro sinterizado, de tal maneira que o filtrado seja protegido do CO2 do ar (tubo contendo cal sodada).
c) Solução de NaOH, aproximadamente, 0,025 N, livre de CO2.
Ferver 2 litros de água destilada por 20 minutos para remover o CO2, transferir para um recipiente de plástico, deixar esfriar. Juntar 5 ml do sobrenadante ou filtrado da solução aproximadamente, 10 N de NaOH (livre de Na2CO3). Homogeneizar.
Padronização:
– Pipetar 25 ml da solução padrão de H3BO3, para um copo de 250 ml, adicionar 3,0 g de NaCl e 3-4 gotas de solução de vermelho de metila a 0,1% (em pH ácido é vermelha).
– Adicionar solução de HCl 0,5 N, gota a gota e com agitação, até obter a cor vermelha do indicador, diluir a aproximadamente 150 ml com água destilada e ferver por 2-3 minutos para eliminar o CO2.
– Esfriar à temperatura ambiente e prosseguir, daqui por diante, a partir do item g) do procedimento, adiante descrito.
– Desenvolver prova em branco, substituindo os 25 ml de solução padrão de H3BO3 por água destilada.
– Quantidade de boro equivalente a 1 ml da solução de NaOH (fator A) é:
d) Solução de NaOH, aproximadamente, 0,5 N, livre de CO2.
Proceder de maneira idêntica ao preparo da solução de NaOH 0,025 N livre de CO2 já descrito (acima); ferver apenas 500 ml de água destilada e juntar 25 ml do sobrenadante ou filtrado da solução a 40% de NaOH.
e) Solução de HCl, aproximadamente 0,5 N.
Diluir 4 ml de HCl a 100 ml, com água destilada.
f) Solução de HCl, aproximadamente 0,02 N.
Diluir 1,5 ml de HCl em água destilada e completar o volume a 1 litro.
g) Solução alcoólica de vermelho de metila a 0,1%.
Dissolver 0,1 g do indicador em 100 ml de álcool etílico a 90-95%.
h) Cloreto de sódio (NaCl), p.a.
i) D-Manitol, p.a. ou D-Sorbitol cristalizado p.a.
Equipamento
Necessita-se dispor de uma bureta e ao lado um potenciômetro sensível (a 0,05 unidade de pH).
Procedimento
a) Pesar 1,0000 g da amostra (se o conteúdo de B na amostra for maior que 0,45 g/l, pesar uma quantidade menor) e transferir para um copo de 250 ml.
b) Adicionar 50 ml de água destilada, 3 ml de HCl, ferver à ebulição e conservar quente por 5-10 minutos.
c) Mantendo a solução quente, mas sem ferver, proceder ao seguinte tratamento:
– adicionar NaHCO3 sólido, pouco por vez até a suspensão aproximar-se da neutralização, o que é reconhecido pela formação de um precipitado branco;
– adicionar 3-4 gotas de solução de vermelho de metila e continuar a adição de NaHCO3, pouco por vez, até a suspensão adquirir a cor amarela ou alaranjada do indicador;
– manter a solução quente, mas não fervendo, por 30 minutos (usar banho de água ou de vapor) adicionando pequenas quantidades de NaHCO3, se necessário, para manter a mesma cor do indicador; se a cor do indicador clarear pela presença de nitrato, adicionar mais indicador.
d) Filtrar através de papel de filtro S & S 589, faixa branca ou equivalente, para um copo de 250 ml, lavar o copo e o precipitado com 5 porções de 20 ml de água destilada quente.
e) Acidificar o filtrado com HCl, gota a gota, até obter a cor vermelha do indicador e ferver por 2-3 minutos para eliminar CO2.
f) Neutralizar a solução quente com solução de NaOH 0,5 N, reacidificar com solução de HCl 0,5 N e acrescentar 0,3-0,5 ml em excesso; diluir a aproximadamente 150 ml, ferver novamente por 2-3 minutos para eliminar o CO2 remanescente e esfriar à temperatura ambiente em água corrente.
g) Neutralizar grosseiramente com solução de NaOH 0,5 N, livre de CO2, levar o copo para o conjunto de titulação, mergulhando os eletrodos e o agitador. Ligar o agitador e ajustar o pH da solução a exatamente 6,30 pela adição de solução de NaOH 0,025 N livre de CO2 ou HCl 0,02 N, conforme o caso (o pH deve ser invariável; flutuações são frequentemente devidas a incompleta remoção do CO2).
h) Encher a bureta com solução padronizada de NaOH – 0,025 N – livre de CO2, adicionar 20 g de manitol, ou D-sorbitol cristalizado, à solução do copo e titular com a solução de NaOH 0,025 N, livre de CO2, até o pH da solução voltar a exatamente 6,30. Anotar o volume gasto (V1).
i) Desenvolver uma prova em branco e anotar o volume de solução de NaOH 0,025 N gasto (V2) e calcular a porcentagem de boro na amostra.
Cálculos
O boro é titulado na forma complexa de ácido bórico, logo:
A = mg de boro (B) equivalente a 1 ml de solução de NaOH 0,025 N, calculado conforme padronização do item c).
V1 = volume (ml) da solução padronizada de NaOH gasto na titulação da amostra.
V2 = volume (ml) da solução padronizada de NaOH gasto na titulação da prova em branco.
Por: Valter Carvalho Júnior
