O documento descreve o processo de titulação ácido-base como um método para determinar a concentração de ácidos e bases. A titulação envolve a adição controlada de uma solução de concentração conhecida (titulante) até o ponto de equivalência, indicado pela mudança de cor de um indicador. Isso permite calcular a concentração da solução problema (titulado) por meio de equações estequiométricas. Exemplos práticos são fornecidos para ácido acético, ácido cítrico e hidróxido
2. I. Introdução
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A titulação é um método de análise quantitativa que determina
a concentração de uma solução problema (TITULADO) a partir
do VOLUME de uma solução cuja CONCENTRAÇÃO é conhecida
(TITULANTE).
3. A titulação é muito empregada na determinação da
concentração de ácidos e bases. Quando se deseja determinar
a concentração de um ácido, utiliza-se uma solução padrão de
uma base. Conhecendo o volume gasto da solução padrão,
calcula-se a quantidade de matéria presente em certo volume
da solução-problema. Isso só é possível, porque cada mol do
íon H+ reage com 1 mol de OH-.
ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA
Exemplos:
HC (aq) + NaOH (aq) NaC (aq) + H2O ()
H2SO4 (aq) + 2 KOH (aq) K2SO4 (aq) + 2 H2O ()
4. Para se fazer a adição progressiva do titulante, é utilizada uma
BURETA, que é um tubo graduado com uma torneira na sua
extremidade. Abrindo e fechando a torneira controla-se a
quantidade do titulante que escorre para um erlenmeyer.
5. Mas como saber o momento certo de parar a titulação, ou seja,
não adicionar mais a solução padrão? Para isso é necessário usar
um indicador ácido-base, que muda de cor dependendo do faixa
de pH. A mudança de cor do indicador, também chamada de
VIRAGEM, indica que o PONTO DE EQUIVALÊNCIA foi atingido,
ou seja:
quantidade em mol de H+ = quantidade em mol de OH-O
ponto de equivalência só
ocorrerá em pH = 7 se a titulação
envolver um ácido forte e uma base forte.
Quando a titulação envolve um ácido
fraco e uma base forte, o ponto de
equivalência ocorre em pH maior que 7.
Quando a titulação envolve um ácido
forte e uma base fraca, o ponto de
equivalência ocorre em pH menor que 7.
6. A escolha do indicador é fundamental para o
sucesso na determinação da concentração de
ácidos e bases. São escolhidos indicadores que
possuem a viragem próxima ao ponto de
equivalência.
No caso de titulações envolvendo ácido e base
forte, deve-se escolher indicadores que possuem
a viragem próxima a pH=7, no qual ocorre a
neutralização do ácido ou da base.
7. Perceba que nessa animação, foi
utilizada um titulante básico e uma
solução problema que é ácida, já que
o pH da solução contida no
erlenmeyer aumentou com a adição
do titulante.
QUANTO MAIOR
CONCENTRAÇÃO DE ÍONS H+ MENOR o pH
QUANTO MAIOR
CONCENTRAÇÃO DE ÍONS OH- MAIOR o pH
8. II. Parte experimental
NA BURETA:
SOLUÇÃO-PADRÃO (ou TITULANTE)
(possui CONCENTRAÇÃO CONHECIDA)
NO ERLENMEYER:
SOLUÇÃO-PROBLEMA (ou TITULADO)
(possui CONCENTRAÇÃO DESCONHECIDA)
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NaOH (aq) 0,1 mol/L
+ INDICADOR de pH
Ácido acético do vinagre ou Ácido cítrico do suco de limão
10. 0,1 mol de NaOH -------- 1000 mL da solução titulante
x -------- 14 mL x = 1,4 x 10-3 mol de NaOH
1 mol NaOH -------------- 1 mol Hac (ácido acético)
1,4 x 10-3 mol de NaOH -------------- y y = 1,4 x 10-3 mol de HAc
10 mL solução problema ------------- 1,4 x 10-3 mol de HAc
1000 mL solução problema --------- z z = 1,4 x 10-1 mol/L de HAc
Foi feita uma diluição de 5 vezes. Portanto, a concentração da solução de
ácido acético no vinagre (solução original, antes da diluição) é 5 vezes maior,
já que numa diluição é acrescentado água, não mudando a quantidade em
mol do soluto = 7,0 x 10-1 mol/L de HAc
1 mol HAc (CH3COOH ) ------- 60 g
7,0 x 10-1 mol ------- w w = 42 g/L de ácido acético
11. Nos rótulos do vinagre, há a seguinte indicação de acidez:
TEOR DE ACIDEZ = 4 a 5%
massa por volume
12. Convertendo 4% massa por volume em g/L de ácido acético:
4,0 g de ácido acético -------- 100 mL de vinagre
x -------- 1000 mL de vinagre x = 40 g de ácido acético
Comparando o resultado experimental (obtido na titulação) com o valor
indicado no rótulo:
O valor experimental (42 g/L) está de acordo com o valor indicado no rótulo (40
g/L), considerando os erros experimentais.
13. 0,1 mol de NaOH -------- 1000 mL da solução titulante
x -------- 17 mL x = 1,7 x 10-3 mol de NaOH
3 mol NaOH -------------- 1 mol H3Ci (ácido cítrico)
1,7 x 10-3 mol -------------- y y = 5,7 x 10-4 mol de H3Ci
10 mL solução problema ------------- 5,7 x 10-4 mol de H3Ci
1000 mL solução problema --------- z z =5,7 x 10-2 mol/L
Foi feita uma diluição de 5 vezes. Portanto, a concentração da solução de
ácido cítrico no suco é 5 vezes maior = 0,28 mol/L
1 mol H3Ci (C6H8O7 ) ------- 192 g
0,28 mol/L ------- w w = 54 g/L de ácido cítrico no suco
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1 mol de NaOH -------- 1000 mL da solução titulante
x -------- 15 mL x = 1,5 x 10-2 mol de NaOH
1 mol NaOH -------------- 1 mol Hac (ácido acético)
1,5 x 10-2 mol de NaOH -------------- y y = 1,5 x 10-2 mol de HAc
25 mL solução problema ------------- 1,5 x 10-2 mol de HAc
1000 mL solução problema --------- z z = 0,6 mol/L de HAc
1 mol HAc (CH3COOH ) ------- 60 g
0,6 mol ------- w w = 36 g/L de ácido acético
Portanto, o valor encontrado está em desacordo com o fornecido no rótulo
16. 0,10 mol de HC -------- 1000 mL da solução titulante
x -------- 15 mL x = 1,5 x 10-3 mol HC
3 HC (aq) + A(OH)3 (aq) -> AC3 (aq) + 3H2O ()
3 mol HC -------------- 1 mol de A(OH)3
1,5 x 10-3 mol -------------- y y = 5,0 x 10-4 mol de A(OH)3
20 mL solução problema ------------- 5,0 x 10-4 mol de A(OH)3
100 mL solução problema --------- z z = 2,5 x 10-3 mol de A(OH)3
Lembrando que foi feita uma diluição para se ter 100,0 mL de solução de hidróxido de alumínio a partir de uma
alíquota de 10,0 mL, então 2,5 x 10-3 mol de A(OH)3 está em 100,0 mL e em 10,0 mL, pois na diluição a quantidade
de soluto é mantida. A concentração de hidróxido na alíquota de 10,0 mL será:
2,5 x 10-3 mol de A(OH)3 -------------- 10,0 mL
w ------------------------------- 1000 mL w = 0,25 mol/L
1 mol A(OH)3 ------------------------------- 78 g
0,25 mol/L ------------------------------- t t = 19,5 g/L
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