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Princípios das Titulações de Neutralização
Desafio:
O farmacêutico atuante no setor de controle de qualidade de uma indústria de alimentos recebe uma amostra comercial de vinagre (ácido acético com fórmula CH3COOH (aq)) e necessita saber a sua concentração em mol/L. Para isso, ele pôs 20,0 mL deste vinagre em um erlenmeyer e adicionou algumas gotas do indicador fenolftaleína. Depois disso, ele preencheu uma bureta de 100 mL com hidróxido de sódio (NaOH) de concentração conhecida (o titulante) igual a 1,0 mol/L.
O farmacêutico realizou a titulação e percebeu que a mudança de cor (ponto de equivalência) ocorreu quando foram consumidos 24 mL de NaOH.
Qual é a concentração de ácido acético no vinagre analisado?
Padrão de resposta esperado
Inicialmente temos de analisar os dados de volume, sempre colocando-os na mesma unidade de medida:
C CH3COOH= ?
V CH3COOH = 20 mL = 0,02 L
C NaOH = 24 mL = 0,024 L
V NaOH = 1,0 mol/L
C = concentração em mol/L
V = volume em L
Para descobrirmos a concentração do vinagre, temos de, primeiramente, saber escrever a equação química que representa a reação de neutralização que ocorre em sua forma balanceada. Nesse caso, a reação é a seguinte:
1 CH3COOH(aq) + 1 NaOH(aq) 1 CH3COONa(aq) + 1 H2O
A proporção estequiométrica em que os reagentes reagem sempre deve ser considerada em cálculos envolvendo titulações.
Observe que a proporção é de 1 : 1, ou seja, para cada mol de vinagre, é necessário 1 mol de hidróxido de sódio.
Então, neste caso: nCH3COOH = nNaOH .
Sabendo-se que: C = n/V n = C . V. Desse modo, substituindo a fórmula, que pode ser escrita assim:
C CH3COOH . V CH3COOH = C NaOH. VNaOH
C CH3COOH . 0,02 L = 1,0 mol/L . 0,024 L
C CH3COOH = 0,024 mol / 0,02 L
C CH3COOH = 1,2 mol/L
Ou seja, a concentração inicial da solução de vinagre em estudo, ou nosso titulado, era de 1,2 mol/L.
1. A titulação de 50 mL de uma base com ácido 0,1 mol/L, que reagem com estequiometria 1:1, gastando 5 mL do ácido até que o ponto de equivalência fosse obtido. Neste caso, qual é a concentração deste base? LEMBRE-SE: todos os cálculos devem ser realizados com as mesmas unidades de medida.
B. A concentração da base é 0,01 mol/L.
Será necessário converter os volumes dados em mL para L. Ao utilizar a fórmula: C base X V base = C ácido X V ácido. Substituindo por valores: C base X 0,05 L = 0,1 mol/L X 0,005 L. Resultará em : C base = 0,01 mol /L.
2. Quando a quantidade de titulante adicionado é a quantidade exata necessária para uma reação estequiométrica com o analito, pode-se dizer que a titulação de neutralização acabou. Qual é o nome desse ponto, também conhecido como ponto final?
C. Ponto de equivalência.
É o resultado ideal ou teórico que se procura em uma titulação.
3. Em uma titulação, um farmacêutico utilizou 15 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) de concentração conhecida e igual a 0,5 mol/L para titular 50 ml de hidróxido de sódio (NaOH). Qual é a concentração desta solução titulada de NaOH? LEMBRE-SE: número de mols do titulante (n ác) = número de mols do analito (n base) ; n = concentração em mols x volume.
C. A concentração da base é de 0,3 mol/L.
Lembre-se que é importante, nesta questão, levar em consideração o número de mols, que no caso é 1 mol de base; são necessários 2 mols do ácido. Calculando a a concentração da base temos: 2 NaOH + H2SO4 produtos nBase = 2 nAcido C base . 0,05 = 2 . 0,500 . 0,015 C base = 0,300 mol/L
4. Um frasco de ácido sulfúrico foi entregue na empresa em que você trabalha, há algum tempo atrás, estando com a embalagem em péssimo estado de conservação, não podendo ter certeza da concentração descrita no frasco desse produto. Com isso, com a finalidade de verificar se a concentração de H2SO4 atende às especificações, 4,00 mL desse produto foram titulados com solução de NaOH 0,800 mol/L. Para consumir todo o ácido sulfúrico dessa amostra foram gastos 40,0 mL da solução de NaOH. Qual é a concentração deste ácido? LEMBRE-SE: número de mols do titulante (n ác) = número de mols do analito (n base) ; n = concentração em mols x volume.
E. A concentração deste ácido é de 4 mol/L.
Levando em consideração que : 2 NaOH + H2SO4 2 mol ----- 1 mol n(NaOH) ----- n(H2SO4) n (NaOH) = 2 n(H2SO4) Como n = concentração em mols x volume, então: 0,800 mol/L x 0,04 L = 2 x C (H2SO4) x 0,004 L M(H2SO4) = 4,00 mol/L
5. A titulação de neutralização é uma técnica de análise volumétrica que tem como principal objetivo identificar a concentração de uma solução por meio da sua reação com outra solução de concentração conhecida. Para isso é utilizado um:
E. Indicador ácido-base.
Caracteriza o ponto de equivalência da reação.