Titrimetria de neutralização e titulações.

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04/04/2016 
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TITRIMETRIA 
Titulante 
Solução de concentração conhecida 
↝ Mede-se o volume gasto na titulação 
Titulado 
Solução de concentração desconhecida (analito) 
↝ Sabe-se o volume 
Cosiderações gerais 
indicador 
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TITRIMETRIA 
Volume da 
solução A 
Molaridade 
da solução B 
Mol 
de A 
Mol 
de B 
Molaridade da 
solução A 
Volume inicial 
da solução B 
Razão 
Molar 
Estequiometria 
da reação 
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TITRIMETRIA 
Cosiderações gerais 
Ponto de equivalência 
Ponto final teórico 
Ponto estequiométrico 
quantidade equivalente de 
titulante e de titulado. 
 
n titulante = Veq x Ctitulante 
Estequiometria da reação  n analito 
 
Indicador = indica o ponto final da titulação 
Erro de titulação 
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TITRIMETRIA 
Curva de titulação 
Erro de 
titulação 
 
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TITRIMETRIA 
Curva de titulação 
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TITRIMETRIA 
Vantagens Desvantagens 
 Mais rápida que a análise 
gravimétrica; 
 Fácil de ser instalado; 
 Economicamente viável. 
 Menos precisa que a 
análise gravimétrica. 
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TITRIMETRIA 
Requisitos 
Padronização das soluções (com padrões primários). 
 
 
  Titrimetria ácido-base 
  Titrimetria de óxido-redução; 
  Titrimetria de precipitação; 
  Titrimetria de complexação. 
Didaticamente dividida em 4 ramos 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
 Ácido-base: 
  qtdade de ácido equivalente a qtdade de base 
  P.E. = neutralização, todo ácido reage com a base 
 usa-se medida de pH para determinar o ponto exato 
 
  ácido e base fortes  P.E. = pH = 7,0 
  ácido ou base fraca  P.E. ligeiramente ácido ou básico; 
  desvios, hidrólise cátion ou ânion; 
  P.E. ↝ curva de neutralização. 
 
 
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quadro 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
 ácido forte x base forte 
 ácido forte x base fraca 
 ácido fraco x base fraca 
 ácido fraco x base forte 
 
Curvas de neutralização 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido forte x Base forte 
  todo ácido é neutralizado em pH 7,0; 
  indicador com viragem de cor em pH 7,0 
  ácido e base fortes  P.E. = pH = 7,0 
 
 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido forte x Base forte 
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quadro 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido fraco x Base forte 
  pH com desvio para alcalinidade  7,0; 
  indicador com viragem de cor em pH alcalino 
  P.E. = pH  7,0 
 
 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido fraco x Base forte 
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quadro 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
10% 
90% 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
50 mL de 0,05 M H2A (ácido fraco) 
+ base forte 0,100 M 
pKa1 = 3 e pKa2 = 7 
50 mL de uma mistura 
0,075 M HA (ácido fraco) pKa = 3 
0,025 M HB (ácido fraco) pKa = 7 
+ base forte 0,100 M 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Indicadores 
 estruturas variam com o pH sem interferir nas reações 
químicas principais; 
 Indicam o P.E. mudando de coloração. 
 
Indicadores de neutralização 
 Mudam de cor conforme a conc. de íons H3O
+; 
 São ácidos ou bases orgânicas fracas. 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Indicadores ácidos 
 Possuem H ionizável na estrutura; 
 pH  7  mantém o H (efeito do íon comum); 
 pH  7  H é liberado, reage com OH- do meio  H2O 
  liberando os ânions ao meio ↝ coloração ≠ 
 
 HIn + H2O ↔ In- + H3O+ 
 cor ácida cor básica 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Indicadores ácidos 
 HIn + H2O ↔ In- + H3O+ 
 cor ácida cor básica 
 ka [In-].[H3O
+] [H3O
+] ka [HIn] 
 [HIn] [In-] 
Limite olho humano  razão entre 10 e 0,1 
cor ácida  [HIn]/[In-] ≥ 10/1 
cor básica  [HIn]/[In-] ≥ 1/10 
 
= = 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Indicadores ácidos 
 HIn + H2O ↔ In- + H3O+ 
 cor ácida cor básica 
 [H3O
+] Ka [HIn] substituindo: 
 [In-] 
 [H3O
+] = 10 Ka [H3O
+] = 0,1 Ka 
cor ácida  pH = pKa – 1 cor básica  pH = pKa + 1 
Faixa de pH do indicador  pH = pKa ± 1 
= 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Indicadores básicos 
 Possuem H ionizável na estrutura; 
 pH  7  liberam OH-, reage com H+ do meio  H2O; 
  liberam os cátions ao meio ↝ coloração ≠ 
 pH  7  mantém o OH- (efeito do íon comum); 
 
 In + H2O ↔ InH+ + OH- 
 cor básica cor ácida 
 
 
 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Fenolftaleína 
vermelho 
incolor 
incolor 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Escolha do indicador 
 Calcular o pH: 
  antes do início da titulação; 
  entre o início da titulação e o P.E.; 
  no P.E.; 
  entre o P.E. e o final da titulação. 
 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido forte x Base fraca 
  pH com desvio para acidez  7,0; 
  indicador com viragem de cor em pH ácido 
  P.E. = pH  7,0 
 
 
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quadro 
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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
Ácido fraco x Base fraca 
  P.E. = pH = 7,0 
  pH = ½ pKw + ½ pKa – ½ pKb  pH = 7,0 
  não há mudança brusca de pH 
  não é possível ver o P.E. com indicador 
 
 Exemplo: HAc (0,1 mol.L-1) + NH3 (0,1 mol.L
-1) 
 
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Resumo 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
 HA + HB ou A + B  forças ≠; 
 fraco Ka 10-4  10-8 e mesma ordem de conc. 
 
 HxA ou Bx x = n. de grupos funcionais; 
 H3PO4 CO2/H2CO3 
 
 Substância anfiprótica; 
 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
 H3PO4 + H2O  H2PO4
- + H3O
+ Ka1 = 7,11.10
-3 
 H2PO4
-
 + H2O  HPO4
2- + H3O
+ Ka2 = 6,32.10
-8 
 HPO4
2-
 + H2O  PO4
3- + H3O
+ Ka3 = 4,5.10
-13 
 
 
 H3PO4 + 3H2O  PO4
3- + 3H3O
+ 
 Ka1 x Ka2 x Ka3 = 2,0.10
-22 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
Sais anfipróticos: 
 ácidos polifuncionais ácidos e básicos 
 
 Exemplo: 1 mol NaOH x 1 mol de ácido H2A 
HA- + H2O  A
2- + H3O
+ HA- + H2O  H2A
 + OH- 
 Ka2 [H3O
+].[A2-] Kb2 [H2A].[OH
-] 
 [HA-] [HA-] 
  Kb2  ka2  alcalina 
  Ka2  kb2  ácida 
 
= = 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
Sais anfipróticos: 
 Exemplo: 1 mol NaOH x 1 mol de ácido H2A 
  Balanço de massa: 
 cNaHA = [HA
-] + [H2A] + [A
2-] 
 Balanço de carga: 
 [Na+] + [H3O
+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-] 
 [Na+] = cNaHA 
 cNaHA + [H3O
+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-] 
 kw = [H3O
+].[OH-] 
 
 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
Sais anfipróticos: 
cNaHA + [H3O
+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-] balanço de cargas 
 cNaHA = [HA
-] + [H2A] + [A
2-] balanço de massas 
 [H3O
+] = [A2-] + [OH-] - [H2A] 
substituindo 
 [H2A] = ([H3O
+].[HA-])/Ka1 [A
2-] = (Ka2.[HA
-])/[H3O
+] 
 kw = [H3O
+].[OH-] 
 
 [H3O
+] = (Ka2.[HA
-])/[H3O
+] + kw/[H3O
+] - ([H3O
+].[HA-])/Ka1 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
Sais anfipróticos: 
 [H3O
+] = (Ka2.[HA
-])/[H3O
+] + kw/[H3O
+] - ([H3O
+].[HA-])/Ka1 
 multiplicando por [H3O
+] 
 [H3O
+]2 = Ka2.[HA
-] + kw - ([H3O
+]2.[HA-])/Ka1 
 Rearranjando: 
 [H3O
+]2 = (Ka2.[HA
-] + kw)/(1 + [HA-]/Ka1) 
 [HA-] ≈ cNaHA 
 [H3O
+]2 = (Ka2. cNaHA + kw)/(1 + cNaHA/Ka1) 
 
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SISTEMAS ÁCIDO/BASE COMPLEXOS 
Sais anfipróticos: 
 [H3O
+]2 = (Ka2. cNaHA + kw)/(1 + cNaHA/Ka1) 
 quando: 
 cNaHA/Ka1  1 
 Ka2. cNaHA  kw 
  
 [H3O
+]2 ≈ Ka2.Ka1 
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EXEMPLO 
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TITULAÇÃO DE RETORNO 
  Método indireto 
 Titulação de excesso 
 
Indicada para titulações com difícil visualização do P.E. 
 1° adiciona-se uma solução padrão a amostra; 
 2° titula-se o excesso com um padrão. 
 
 Exemplo: leite de magnésio 
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EXEMPLO 
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MÉTODO DE KJELDAHL 
  Determinação de nitrogênio orgânico 
 
Amostra + H2SO4  íons amônio 
amônia é destilada em uma solução ácida 
titulação de neutralização 
 
Fator de multiplicação: 
6,25  carnes; 6,38  lacticínios; 5,70  cereais 
 
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EXEMPLO