Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Volumetria de Neutralização Ácidos e bases fortes 1 Relembrando • Análise volumétrica: a quantidade de um constituinte de interesse é determinada através da reação desta espécie química com uma substância em solução, cuja concentração é conhecida • Substância de concentração conhecida: solução-padrão 2 • Exemplo: Determinação de ácido oxálico em uma amostra utilizando permanganato como titulante. Antes de iniciar a titulação deve-se conhecer: - Concentração do titulante: 0,1 M - Volume do titulado: 10,00 mL Se no processo de titulação for consumido 20,00 mL de titulante podemos descobrir a concentração do ácido oxálico na amostra Resposta: 0,5 mol/L Algumas definições • Ponto de equivalência: resultado ideal (teórico) que procuramos em uma titulação. • Ponto final: é o que realmente medimos. É indicado pela mudança súbita em uma propriedade física da solução. • A diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência é o erro de titulação O ponto final normalmente é determinado com o uso de um indicador ou com métodos baseados em certas propriedades físico-químicas que variam perto do ponto de equivalência • Um indicador é um composto com uma propriedade física (normalmente a cor) que muda abruptamente próximo ao ponto de equivalência. • A mudança é causada pelo desaparecimento do analito ou pelo aparecimento de um excesso de titulante. Exemplo de indicador: fenolftaleína Meio ácido Meio básico Requisito para se fazer uma titulação • A relação estequiométrica entre o titulado e o titulante deve ser conhecida • A substância a ser determinada deverá reagir completamente com o reagente adicionado. • A reação deve ser praticamente instantânea ou proceder com grande velocidade. • A reação deve fornecer um meio satisfatório para localização do ponto final da titulação. O meio usual são os indicadores visuais Volumetria de neutralização •A determinação de concentrações desconhecidas de ácidos e bases em amostras é possível através de uma titulação de neutralização •A volumetria de neutralização é baseada na reação entre os íons H30 + e OH-. H30 + e OH- H2O Produto iônico da água (Kw) Kw = [H30 + ][OH- ] 7 Kw = [H30 + ][OH- ] = 1,0x10-14 mol/L Na água pura [H30 + ] = [OH- ] = 1,0x10-7 mol/L - Se ácido for adicionado á água [H30 + ] > 1,0x10-7 mol/L Devido ao equilíbrio existente entre entre a molécula de água e seus íons. Se [H30 + ] aumenta a concentração de [OH- ] diminui - Se base for adicionada á água [OH- ] > 1,0x10-7 mol/L Se [OH- ] aumenta a concentração de [H30 + ] diminui 8 As concentrações de [H30 + ] e [OH- ] são muito pequenas e por isso é conveniente expressá-las em termos da função p pH = -log [H30 + ] pOH = -log [OH- ] pH + pOH = pKw •A construção de um gráfico que mostre como o pH varia com a adição do titulante (curva de titulação) é possível. •A curva de titulação mostra o que está ocorrendo em um processo de titulação. •O entendimento da curva de titulação ajuda na interpretação da titulação experimental. 9 Exemplo 1: A titulação de 50,00 mL de uma solução de KOH 0,02000 M com uma solução de HBr 0,100 0 M. A reação química entre o titulante e o analito pode ser representada pela reação: •É útil conhecer o volume de HBr (Ve) necessário para atingir o ponto de equivalência. Titulação ácido forte x base forte H30 + + OH- H2O 10 •Dados no exemplo: VKOH = 50,00 mL CKOH = 0,02000 M CHBr = 0,100 0 M •Ve é determinado igualando-se o número de mols de KOH que estão sendo titulados ao número de mols de HBr que foram adicionados nKOH = nHBr nKOH = CV = 1,000x10 -3 mol ou 1,000 mmol Assim VeHBr = n/C = 0,01000 L ou 10,00 mL 11 Na titulação de qualquer base forte com qualquer ácido forte, teremos três regiões na curva de titulação: 1. Antes de se atingir o ponto de equivalência, o pH é definido pelo excesso de OH- na solução. 2. No ponto de equivalência, a quantidade de H30 + é suficiente para reagir com todo o OH-, formando H2O. O pH é definido pela dissociação da água. 3. Após o ponto de equivalência, o pH é definido pelo excesso de H30 + na solução. 12 Região 1: Antes do Ponto de Equivalência •Cálculo do pH, quando 3,000 mL de HBr forem adicionados. •O volume total sera ́ de 53,00 mL •nHBr adicionado = 0,3000 mmol •nKOH inicial = 1,000 mmol •nKOH que não reagiu = 1,000-0,3000 = 0,7000 mmol COH- = 0,7mmol/0,05300 L = 0,01321 M [H+ ] = Kw/ [OH- ] = 7,571x10-13 pH = 12,12 H+ + OH- H2O 13 Região 2: no Ponto de Equivalência •No ponto de equivalência foi adicionada uma quantidade de H+ suficiente para reagir com todo o OH− •[H+ ] = [OH- ] = 1,000x10-7 mol/L pH = 7,00 •O pH no ponto de equivalência na titulação de qualquer base (ou ácido) forte com ácido (ou base) forte é 7,00, a 25°C. 14 Região 3: Após o Ponto de Equivalência •Dados no exemplo: VKOH = 50,00 mL CKOH = 0,02000 M CHBr = 0,100 0 M •Cálculo do pH, quando 10,50 mL de HBr forem adicionados. nKOH inicial = 1,000 mmol nHBr adicionado = 1,050 mmol nHBr excesso = 0,050 mmol [H+ ] = 0,050/0,06050 = 8,264x10-4 M pH = 3,08 15 A curva de titulação 16 Efeito da concentração 17
Compartilhar