ponto de equivalência

Quimica 11º
1
Volumetria ácido-base
Reação ácido-base:
ácido + base
sal + água
caráter químico da solução de sal formado pode ser:
Neutro - reação entre um ácido forte e uma base forte – neutralização
Básico - reação entre uma base forte e um ácido fraco
Ácido - reação entre um ácido forte e uma base fraca
(o caráter químico da reação entre um Ác. fraco e uma B. fraca depende das forças relativas de cada um deles)
 Uma reação ácido-base é, muitas vezes, utilizada no laboratório, como
ponto de partida para a determinação rigorosa de uma concentração
desconhecida de uma solução (ácida ou alcalina) – titulação ácido-base.
Volumetria ácido-base
 Numa titulação há 3 aspetos essenciais a considerar:
1. O conhecimento da reação química, que deve ser única,
rápida e completa.
2. A medição rigorosa de volumes (da solução padrão e/ou da
amostra a analisar) e de massas (da substância primária e/ou
da amostra a analisar)
3. A deteção do ponto final da titulação, através da variação
brusca de uma propriedade física ou química do titulado, que
deve ser facilmente detetável.
Titulação ácido-base
 A titulação é uma operação analítica
utilizada em análise volumétrica com o
objetivo de determinar a concentração
de soluções.
Bureta
(titulante)
Erlenmeyer
(titulado)
 Uma titulação consiste na adição de
uma solução de concentração
rigorosamente conhecida – titulante a outra solução de concentração
desconhecida – titulado - até que se
atinja o ponto de equivalência.
 À medida que se adiciona o titulante
ao titulado o pH desta solução vai
variando.
Titulação ácido-base
?
Quando termina a reação
• A reação processa-se até se atingir o ponto de equivalência, ou
seja, quando todo o titulado reagiu completamente com o titulante .
• Numa reação ácido - base o ponto de equivalência atinge-se quando
as quantidades de ácido e de base estão nas proporções
estequiométricas da reação:
nácido = nbase
Ponto de equivalência
 Na prática é difícil detetar o ponto de equivalência, devido à variação
brusca de pH que se verifica; o que se consegue detetar é o ponto final ou
ponto termo através de uma variação brusca de uma propriedade física ou
química do titulado (ex. mudança de cor do indicador)
 Como se deteca o ponto de equivalência
existem 2 métodos:
medidor de pH método
potenciométrico
?
indicador
colorimétrico
de ácido-base
Ponto de equivalência
O ponto final de uma volumetria pode ser identificado:
 Pelo aparecimento ou desaparecimento de uma turvação
 Pela mudança de coloração na solução
 Pela mudança de cor de um indicador
 Com um pH-metro e traçado da curva de titulação
Curva de titulação
Representação gráfica da variação do pH do titulado à medida que se adiciona o titulante.
pH
inicial
zona de variação
brusca de pH
Ponto de
equivalência
Volume de titulante gasto até
ao ponto de equivalência
Indicador ácido-base
Um indicador ácido-base é uma substância (ácido ou base fraco) que têm a
particularidade de apresentar cores diferentes na forma ácida (HInd) e na
forma básica (Ind-):
HInd (aq) + H2O (l)  Ind – (aq) + H3O+ (aq)
Indicador ácido-base
Num meio ácido...
... o equilíbrio desloca-se para a
esquerda e a solução apresenta a
cor 1 (da espécie HInd).
HInd + H2O  Ind – + H3O+
Cor 1
Cor 2
Num meio básico...
... o equilíbrio desloca-se para a
direita e a solução apresenta a
cor 2 (espécie Ind - ).
HInd + H2O  Ind – + H3O+
Cor 1
Cor 2
Escolha do indicador
 Para se saber qual o indicador mais adequado a uma dada titulação ácido-base
tem de se conhecer o ponto de equivalência, o que é feito através da curva de
titulação.
 A zona de viragem do indicador deve estar contida na zona de variação
brusca do pH pois é neste intervalo que se encontra o ponto de
equivalência.
 Chama-se zona de viragem de um indicador ao intervalo de pH em que
coexistem as cores da forma ácida e da forma básica.
Escolha do indicador
Quanto mais estreita for a zona de viragem de um indicador, mais adequada
é a sua utilização.
Quanto mais abrupta a zona de salto de pH na curva de titulação, mais fácil
se torna a escolha do indicador.
Tabela de indicadores e respectivas zonas de viragem
Titulações ácido-base
As titulações ácido-base podem ser de três tipos:

Ácido forte – base forte
pH = 7

Ácido fraco – base forte
pH > 7

Ácido forte – base fraca
pH < 7
e distinguem -se pelo pH no ponto de equivalência.
Ácido forte com base forte
O ponto de equivalência ocorre quando o pH = 7
exemplo : NaOH(aq)  HCl(aq)  NaCl(aq)  H2O(aq)
Curva de titulação de uma base
forte por um ácido forte
Variação do volume de titulante nas
proximidades do ponto de equivalência
Ácido forte com base forte
À medida que se adiciona a solução de NaOH à solução
de HCl, o pH vai aumentando, lentamente, no início, até
que próximo do ponto de equivalência há um salto muito
brusco do pH (de 3 para 10). Nesta parte abrupta da
curva, a zona de inflexão corresponde ao ponto de
equivalência: 7 (25ºC)
 Normalmente, o indicador adequado é aquele cuja
zona de viragem contém o ponto de equivalência.
 Neste caso pode escolher-se qualquer indicador cuja
zona de viragem esteja contida no salto do pH.
 Como a zona de viragem é entre 3 e 10:
 Fenolftaleína - zona de viragem: 8,3 - 10,0
 Azul de bromotimol - zona de viragem: 6,0 - 7,6
 Alaranjado de metilo - zona de viragem: 3,1 - 4,5
Ácido fraco com base forte
O ponto de equivalência ocorre quando o pH > 7
exemplo : CH3COOH(aq)  NaOH(aq)  NaCH3COO(aq)  H 2O(l)
pH > 7
CH3COO- tem caráter básico e
Na+ é praticamente neutro
 O indicador poderá ser a fenolftaleína
- zona de viragem: 8,3 - 10,0
Base fraca com ácido forte
O ponto de equivalência ocorre quando o pH < 7
exemplo : NH3 (aq)  HCl(aq)  Cl- (aq)  NH 4 (aq)
pH < 7
NH4+ tem caráter ácido e Cl- é
praticamente neutro
 O indicador poderá ser o vermelho
de metilo - zona de viragem: 4,2 - 6,3
Identificação do titulado/titulante
pH inicial
>7
Titulante
Ácido
<7
Titulado
Base
Titulante
Base
Titulado
Ácido
Cálculo da concentração
No início da titulação:
Concentração: conhecida, CA
Titulante (A)
Volume: desconhecido
Concentração: desconhecida
Titulado (B)
Volume: conhecido, VB
Cálculo da concentração
No fim da titulação:
Concentração: conhecida, CA
Titulante(A)
Volume: conhecido, VA
Concentração: desconhecida
Titulado(B)
Volume: conhecido, VB
Cálculo da concentração
Como:
C= n/V
 n=CxV
Temos no fim da titulação (ponto de equivalência):
nA = nB
ou
CA x VA= CB x VB
Resolução da APSA 6
(livro de texto)