Apresentação do PowerPoint

FCAV/UNESP
CURSO: Agronomia
DISCIPLINA: Química Analítica
HCl 0,1N
Fundamentos da Análise
Titrimétrica (Volumétrica)
NaOH 0,1N
Profa. Dra. Luciana M. Saran
Fenolftaleína
1
ANÁLISE TITRIMÉTRICA
 O QUE É?
Refere-se à análise química quantitativa feita pela
determinação do volume de uma solução, cuja
concentração é conhecida com exatidão (solução
padrão), necessário para reagir quantitativamente
com um determinado volume da solução que contém
a substância a ser dosada (analito).
2
 A PARTIR DOS RESULTADOS COMO SE
CALCULA A QUANTIDADE DO ANALITO?
A massa ou a concentração da substância a ser
dosada é calculada a partir:
 da equação química balanceada que representa
a reação envolvida na análise;
 do volume consumido e da concentração da
solução padrão empregada na análise;
 das massas molares das espécies químicas que
reagem;
 da quantidade de amostra analisada.
3
 O QUE É PONTO DE EQUIVALÊNCIA? COMO É
POSSÍVEL DETECTÁ-LO?
 Corresponde ao volume exato da solução titulante,
em que a reação entre o titulante e o titulado se
completa.
 É detectado,
comumente,
pela adição de um
reagente auxiliar, ao meio analítico, conhecido
como Indicador.
4
 COMO O INDICADOR SINALIZA O TÉRMINO
DA TITULAÇÃO?
Quando a reação entre titulante e titulado estiver
praticamente
completa,
o
indicador
deve
provocar uma mudança visual evidente (mudança
de cor ou formação de turbidez, por exemplo) no
líquido que está sendo titulado. O ponto em que
isto ocorre é chamado Ponto Final da Titulação.
5
EXERCÍCIO 1:
Uma solução de NaOH foi padronizada pela titulação de
quantidade conhecida de hidrogenoftalato de potássio,
KH(C8H4O4), de acordo com a equação química a seguir:
KH(C8H4O4)(aq) + NaOH(aq)  NaK(C8H4O4)(aq) + H2O(l)
Posteriormente a solução padrão de NaOH foi empregada
para determinar a concentração de H2SO4 numa amostra.
a) Sabendo que a titulação de 0,824 g de hidrogenoftalato
de potássio requer 38,5 mL de NaOH(aq) para atingir o ponto
de equivalência, calcule a concentração molar e a normalidade
da solução de NaOH. b) Uma alíquota de 10,0 mL de H2SO4
requer 57,9 mL de NaOH(aq) padrão para ser completamente
neutralizada. Calcule a concentração molar e a normalidade
da solução de ácido sulfúrico.
6
 QUAIS SÃO OS REQUISITOS QUE UMA REAÇÃO
DEVE PREENCHER PARA SER EMPREGADA EM
ANÁLISE TITRIMÉTRICA?
1. A reação deve ser simples e poder ser expressa
por uma equação química bem definida.
2. A reação deve ser rápida.
3. Deve ocorrer, no ponto de equivalência, alteração
de alguma propriedade da solução.
7
4. Deve-se dispor de um indicador capaz de definir
claramente, pela mudança de uma propriedade
física (cor ou formação de precipitado) o ponto
final da reação.
OBS.: Se a mudança não for visual, ainda é
possível detectar o ponto de equivalência por
outros meios, como por exemplo Potenciometricamente ou Condutimetricamente.
8
CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
EM ANÁLISE TITRIMÉTRICA
 Reações de Neutralização ou Acidimetria e Alcalimetria:
nesta classe estão incluídas a titulação de:
 bases livres (por ex., NaOH) ou bases formadas
pela hidrólise de sais de
ácidos fracos
(por ex., Na2CO3)
com um ácido padrão
(por ex., HCl padrão) (ACIDIMETRIA);
 ácidos livres (por ex., HCl) ou ácidos formados
pela hidrólise de sais
de bases fracas
(por ex., NH4Cl)
com
uma
base padrão
(por ex., NaOH padrão) (ALCALIMETRIA).
9
 Reações de Formação de Complexos: nesta classe
estão as titulações baseadas
em reações de
complexação, para as quais um reagente muito
importante é o EDTA.
 Reações de Precipitação: as reações desta classe
dependem da combinação de íons para formar um
precipitado. Aqui
estão incluídos
os Métodos
Argentimétricos.
10
 Reações de Oxidação-Redução:
incluem-se todas as reações
nesta classe
que envolvem
transferência de elétrons entre os reagentes.
11
 QUAL É APARELHAGEM EMPREGADA
NA ANÁLISE TITRIMÉTRICA?
 Frascos de medidas graduados, incluindo buretas,
pipetas e balões aferidos;
 Substâncias de pureza conhecida para o preparo
de soluções padrões;
 Balança analítica;
 Indicador visual ou método instrumental para a
determinação do término da reação.
12
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO
 É um método de análise baseado na reação
entre íons H+ e OH-.
H+(aq) + OH-(aq)  H2O(l)
 Neste tipo de análise, o pH da solução titulada
varia ao longo da titulação, devido a reação
acima.
 É comum o emprego de um indicador de
neutralização ou indicador ácido-base para
a detecção do ponto final.
13
 Variação do pH durante
a titulação de uma
base forte, 25,00 mL
de NaOH(aq) 0,250 M,
com um ácido forte,
HCl(aq) 0,340 M.
 O Ponto de Equivalência, S, ocorre em
pH = 7,0.
14
 Variação do pH durante
a titulação de um ácido
forte (o analito) com
uma base forte
(o titulante).
 O Ponto de Equivalência, S, ocorre em
pH = 7,0.
15
 Variação do pH durante
a titulação de um ácido
fraco, 25,00 mL de
CH3COOH(aq) 0,100 M,
com uma base forte,
NaOH(aq) 0,150 M.
 O Ponto de Equivalência, S, ocorre em
pH > 7,0, pois o ânion
CH3COO- é uma base.
16
 Curva típica de pH
para a titulação de
uma base fraca,
NH3(aq), com um
ácido forte, HCl(aq).
 O Ponto de Equivalência, S, ocorre em
pH < 7,0, pois o sal
formado pela
neutralização tem um
cátion, NH4+, ácido.
17
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO
Indicador ácido-base:
 Composto que muda de cor conforme a
concentração de íons H+ na solução, isto é,
conforme o pH da solução.
Determinação do pH com papel indicador universal. Método colorimétrico de determinação do pH.
18
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO
Indicador ácido-base:
 É um ácido fraco que apresenta uma cor na sua
forma ácida (HIn) e outra na sua forma básica
(In-).
 Se [HIn] >>> [In-]: a solução exibe a cor da forma
ácida do indicador.
 Se [In-] >>> [HIn]: a solução apresenta a cor da
forma básica do indicador.
19
 A fenolftaleína é um exemplo de indicador
ácido-base.
Fórmulas estruturais da fenolftaleína. (3) Fórmula estrutural da forma ácida
da fenolftaleína: incolor. (4) Fórmula estrutural da forma básica: coloração
rosa.
20
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO
Indicador ácido-base:
 Deve-se escolher um indicador que exiba uma
mudança de cor perceptível num intervalo de pH
próximo ao pH apresentado pela solução titulada
no ponto de equivalência.
 Intervalo de pH em que o indicador muda de cor
(intervalo de viragem): pH = pKIn  1
21
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO
Ácido Etilenodiaminotetracético (EDTA)
Solução do sal dissódico deste reagente, é usada como
titulante neste tipo de análise titrimétrica ou volumétrica.
22
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO
Fórmula Estrutural Proposta para o Complexo Ca-EDTA,
na qual o EDTA está Hexacoordenado.
23
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO
Visualização do ponto final da titulação: uso de indicadores
metalocrômicos. Exs.: Ério T e Calcon.
24
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO
Procedimento padrão: tampona-se a amostra contendo os
íons metálicos, a um pH adequado, adicionam-se agentes
mascarantes (quando necessário) e titula-se com EDTA
padrão até a mudança de cor, no ponto final.
Ex.: Determinação da dureza total da água com EDTA,
utilizando o indicador Erio T.
25
Titrimetria de Precipitação
 Esta modalidade de titulação baseia-se
em reações de precipitação, ou seja,
baseia-se em reações cujo produto
formado é pouco solúvel no meio
reacional.
26
Titrimetria de Precipitação
 Os processos mais importantes de
precipitação em análise titrimétrica
usam o nitrato de prata, AgNO3, como
reagente.
 Tais processos são conhecidos como
Métodos Argentimétricos de análise.
27
Titrimetria de Precipitação
Determinação do Ponto Final
EX.: Formação de um Precipitado
Colorido
- Pode ser ilustrado pelo procedimento
de Mohr usado na determinação
de Cl- e Br-.
28
Titrimetria de Precipitação
- Na titulação de uma solução neutra
de, por ex., Cl- com AgNO3(aq),adiciona-se
uma pequena quantidade de solução de
K2CrO4(aq) para servir como indicador.
- No ponto final os íons cromato combinamse com os íons prata formando cromato de
prata, de cor vermelha e pouco solúvel.
29
Método de Mohr
 Reações:
Cl-(aq) + Ag+(aq)  AgCl(s)
sólido branco
Kps = 1,2x10-10
CrO42-(aq) + 2Ag+(aq)  Ag2CrO4(s)
sólido vermelho
Kps = 1,7x10-12
30
TITRIMETRIA DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
Baseia-se numa reação de oxidação-redução entre
o titulado e o titulante.
Exemplo: doseamento de sulfato ferroso por titulação
com KMnO4(aq) padrão.
Reação:
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
Nox:+1+7 -2
+2 +6 -2
+1 +6 -2
+2+6 -2
+3 +6 -2
+1+6 -2 +1 -2
+5 e-/mol de KMnO4
-1 e-/ mol de FeSO4
31
KMnO4: sofreu redução, comportando-se portanto
como agente oxidante.
FeSO4: sofreu oxidação, comportanto-se portanto
como agente redutor.
Resumo:
Oxidação: caracteriza-se pelo aumento do Nox;
Redução: caracteriza-se pela diminuição do Nox;
Agente Oxidante: sofre diminuição do seu Nox, ou seja,
sofre redução;
Agente Redutor: sofre aumento do seu Nox,
ou seja, sofre oxidação.
32