Prof. Luciane Soares2014

TITULAÇÃO

I. Introdução

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).

PAG. 227

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 ()

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.

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.

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.

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

NA BURETA:

SOLUÇÃO-PADRÃO (ou TITULANTE)

(possui CONCENTRAÇÃO CONHECIDA)

NO ERLENMEYER:

SOLUÇÃO-PROBLEMA (ou TITULADO)

(possui CONCENTRAÇÃO DESCONHECIDA)

+ INDICADOR de pH

PAG. 227

NaOH (aq) 0,1 mol/L

Ácido acético do vinagre ou Ácido cítrico do suco de limão

II. Parte experimental

CH3COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH3COO(aq) + H2O () ou simplificadamenteHAc (aq) + NaOH (aq) NaAc (aq) + H2O ()

C6H8O7 (aq) + 3 NaOH (aq) Na3C6H5O7 (aq) + 3 H2O () ou simplificadamente

H3Ci (aq) + 3 NaOH (aq) Na3Ci (aq) + 3 H2O ()

Fórmula estrutural do ácido cítrico

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 HAc1000 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 g7,0 x 10-1 mol ------- w w = 42 g/L de ácido acético

Nos rótulos do vinagre, há a seguinte indicação de acidez:

TEOR DE ACIDEZ = 4 a 5% massa por volume

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.

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

PAG. 229

PAG. 229

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 HAc1000 mL solução problema --------- z z = 0,6 mol/L de HAc

1 mol HAc (CH3COOH ) ------- 60 g0,6 mol ------- w w = 36 g/L de ácido acético

Portanto, o valor encontrado está em desacordo com o fornecido no rótulo

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

PAG. 229

Simulação• CD do Usberco• http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations

/chang_7e_esp/crm3s5_5.swf• http://lrs.ed.uiuc.edu/students/mihyewon/chemlab_

experiment.html• http://www2.wwnorton.com/college/chemistry/gilb

ert/tutorials/interface.asp?chapter=chapter_16&folder=strong_titrations

• http://www.wwnorton.com/college/chemistry/gilbert/tutorials/interface.asp?chapter=chapter_16&folder=weak_titrations

• http://www.kentchemistry.com/links/AcidsBases/flash/titrateWeakAcidStrongBase.swf