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* Química Analítica Farmacêutica II Aula: Análise Volumétrica Misturas Carlos Eduardo * * Uma mistura de ácido fraco e ácido forte para ser titulado com uma base forte: Misturas de ácidos Avaliar as condições: É titulável? Ka ≥ 10-7 2) Os H+ são titulados juntos ou separados? Se o Ka ≥ 10-4 os H+ são titulados juntos, ou seja, teremos apenas um ponto estequiométrico. * * Como seria o perfil de uma curva de titulação de uma mistura de HCl com HAc titulado com uma base forte (NaOH)? Ka = 1,75 x 10-5 Exercício 1 Avaliar as condições: É titulável? Sim, pois o Ka ≥ 10-7 2) Os H+ são titulados juntos ou separados? Serão titulados separados pois o Ka ≤ 10-4, ou seja, teremos dois pontos estequiométricos. * * NaOH HAc + HCl 1° PE = n°mmols de HCl = n°mmols de NaOH n°mmols de HCl = M x V1 HCl + NaOH ⇌ NaCl + H2O 2° PE = n°mmols de HAc = n°mmols de NaOH n°mmols de HAc = M x V2 HAc + NaOH ⇌ NaAc + H2O V1 V2 V3 Perfil da curva n°mmols de NaOH = n°mmols de HAc + n°mmols de HCl M x V3 = n°mmols de HAc + n°mmols de HCl HCl + NaOH ⇌ NaCl + H2O HAc + NaOH ⇌ NaAc + H2O * Uma amostra de 10,00 mL contendo uma mistura de HCl com HAc é titulada com NaOH 0,02000 mol/L. O 1° PE foi obtido com o indicador vermelho de metila gastando-se 28,60 mL do titulante e o 2° PE foi alcançado para um gasto total de 44,00 mL de NaOH utilizando o indicador timolftaleína. Calcular as concentrações molares dos solutos em solução. Ka = 1,75 x 10-5 Exercício 2 * Como seria o perfil de uma curva de titulação de uma mistura de H2SO4 (Ka2 = 1,2 x 10-2) com H3AsO4 titulado com uma base forte (NaOH)? Ka1 = 6,0 x 10-3; Ka2 = 1,0 x 10-7; Ka3 = 3,0 x 10-12 Exercício 3 4) É possível separar o 2° H+ do H3AsO4 do 1° H+? Sim, pois a razão Ka1/Ka2 ≥ 104 No 1° PE teremos três hidrogênios titulados juntos 5 Avaliar as condições: É titulável? Só o 3° H+ do H3AsO4 não é titulável pois o Ka ≤ 10-7 2) Os 2 H+ do H2SO4 são titulados juntos ou separados? Serão titulados juntos pois o Ka ≥ 10-4. 3) É possível separar o 2° H+ do H2SO4 do 1° H+ do H3AsO4 Não, pois a razão Ka2 (H2SO4)/Ka1(H3AsO4) ≤ 104 * * NaOH H3AsO4 + H2SO4 1° PE = 2 n°mmols de H2SO4 + n°mmols de H3AsO4 = n°mmols de NaOH = M x V1 H2SO4 + 2 NaOH ⇌ Na2SO4 + 2 H2O H3AsO4 + NaOH ⇌ NaH2AsO4 + H2O 2° PE = n°mmols de H3AsO4 = n°mmols de NaOH n°mmols de H3AsO4 = M x V2 NaH2AsO4 + NaOH ⇌ Na2HAsO4 + H2O V1 V2 V3 Perfil da curva n°mmols de NaOH = 2 n°mmols de H2SO4 + 2 n°mmols de H3AsO4 M x V3 = 2 n°mmols de H2SO4 + 2 n°mmols de H3AsO4 H2SO4 + 2 NaOH ⇌ Na2SO4 + 2 H2O H3AsO4 + NaOH ⇌ NaH2AsO4 + H2O NaH2AsO4 + NaOH ⇌ Na2HAsO4 + H2O H3AsO4 + 2 NaOH ⇌ Na2HAsO4 + 2 H2O * Misturas Alcalinas Solução de NaOH Reação de carbonatação CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O Na2CO3 + H2O + CO2 2NaHCO3 * Logo, dependendo da concentração de CO2 absorvido pela solução de NaOH. Pode-se ter em uma mesma amostra as seguintes espécies: NaOH NaOH + Na2CO3 Na2CO3 Na2CO3 + NaHCO3 NaHCO3 * Exemplo 25,00 mL amostra HCl Indicador Fenolftaleína - 9,8 – 8,3 Alaranjado de metila - 4,4 – 3,1 * Reações HCl + NaOH NaCl + H2O HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl pH 8 HCl + NaHCO3 H2CO3 + NaCl pH 4 V1 V2 V3 V3 V3 = V2 – V1 * 9 Perfil da curva V1 V3 HCl NaOH + Na2CO3 1° PE = n° mols de NaOH + n° mmols de Na2CO3 Na2CO3 + HCl ⇌ NaHCO3 + NaCl NaOH + HCl ⇌ NaCl + H2O V2 2° PE = Na2CO3 + NaHCO3 (formado pelo Na2CO3 ) NaHCO3 + HCl ⇌ H2CO3 + NaCl Mistura de NaOH e Na2CO3- Soda Cáustica Na2CO3 + HCl ⇌ NaHCO3 + NaCl * 10 Perfil da curva 1° PE = Na2CO3 Na2CO3 + HCl ⇌ NaHCO3 + NaCl V1 V3 2° PE = Na2CO3 + NaHCO3 V2 Mistura de Na2CO3 e NaHCO3 NaHCO3 + HCl ⇌ H2CO3 + NaCl HCl Na2CO3+ NaHCO3 * Se Rosa para Incolor e não ocorrer a segunda viragem(ficar amarelo) Só tem NaOH (C x V)NaOH = (C x V1)HCl 2. Se adicionar fenolftaleína e ficar incolor e a segunda viragem ficar amarelo para laranja Só tem NaHCO3 (C x V)NaHCO3 = (C x V2)HCl * 3. Se rosa para incolor e amarelo para laranja Na2CO3 (V1 = V2) (C x V)Na2CO3 = (C x V2) HCl b. NaOH + Na2CO3 (V1> V3) NaOH - (C x V)NaOH = (C x (V1 – V3)) HCl Na2CO3 - (C x V)Na2CO3 = (C x V2 - (V1 – V3)) HCl Na2CO3 + NaHCO3 (V1< V3) Na2CO3 - (C x V)Na2CO3 = (C x 2V1) HCl NaHCO3 - (C x V)NaHCO3 = (C x (V2 – 2V1))HCl * Uma solução pode conter NaHCO3, Na2CO3 e/ou NaOH. A titulação de 50,0 mL dessa solução consumiu 21,0 mL de HCl 0,1000 mol/L utilizando fenolftaleína como indicador e com o alaranjado de metila consumiu 48,5 mL do mesmo ácido. Deduzir a composição da amostra Calcular as concentrações molares dos solutos. Exercício 4