QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA

Prévia do material em texto

QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
PROFESSOR : WANDERLAN
ALUNOS: RAFHAELLA GABRYELLE E ÉDECIO PAULO
TITULAÇÃO
Titulação (ou Volumetria) é uma técnica comum de laboratório em análise química quantitativa, usado para determinar a concentração de um reagente conhecido. O método consiste em reagir completamente um volume conhecido de uma amostra com um volume determinado de um reagente de natureza e concentração conhecida (solução padrão). A substância de interesse em qualquer determinação recebe o nome de analito. A espécie química com a maior concentração definida recebe o nome de titulante, que é, em geral, uma solução obtida a partir de um padrão primário, podendo ser um sal ou uma substância gerada na solução que se deseja valorar. A solução a ter sua concentração determinada recebe o nome de titulado. Existem vários tipos de titulação, destacando-se a titulação ácido-base, titulação de oxidação-redução e titulação de complexação. Em Medicina, titulação é o processo de ajustar, gradualmente, a dosagem da medicação até se conseguir o efeito desejado com êxito. Mas no tema aqui delimitado, estamos utilizando a definição de titulação como uma ferramenta Analítica de determinação da concentração de uma Substância Química, comum nas áreas das Ciências Biológicas, Farmácia e Química.
Titulação ácido-base
Neste processo faz-se reagir um ácido com uma base para que se atinja o ponto de equivalência. À medida que é adicionado o titulante ao titulado, o pH da solução (titulante+titulado) vai variar, sendo possível construir um gráfico desta variação, ao qual se dá o nome de curva de titulação. O ponto de equivalência pode variar dependendo da concentração inicial do titulante e do titulado. Normalmente, para se fazer uma titulação, utiliza-se um frasco de erlenmeyer (onde são postos o titulado, água, um indicador ácido/base) e uma bureta, onde está contido o titulante. Seus tipos são:
1.1	Titulação Ácido forte/Base forte
1.2	Titulação Ácido fraco/Base forte
1.3	Titulação Base fraca/Ácido forte
1.4	Titulação Base fraca/Ácido fraco
1.1 Titulação Ácido forte/Base forte
Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá aproximadamente em pH 7, pois o ácido ioniza-se praticamente na totalidade e a base se dissocia praticamente na totalidade. Quando os íons H3O+ e OH- reagem, formam água. Um exemplo deste tipo de titulação é a titulação de uma solução de HCl com NaOH.
O Na+ e Cl- resultante da reação entre o ácido forte HCl (ácido clorídrico) e a base forte (hidróxido de sódio) são considerados íons neutros em solução, pois não sofrem hidrólise ácida ou básica.
Numa titulação de uma base forte com um ácido forte ocorre o mesmo tipo de reações e o ponto de equivalência é o mesmo, tendo como diferença a forma da curva de titulação (em vez de ser crescente é decrescente).Ocorrendo uma reação de neutralização , originando um sal e água.
1.2	Titulação Ácido fraco/Base forte
Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH superior a 7, devido à hidrólise do ânion do ácido fraco, que é uma hidrólise que origina íons OH–.
Ex.: Titulação do ácido acético com o hidróxido de sódio
Como o Na+ é uma partícula neutra do ponto de vista ácido-base (cátion de uma base forte não hidrolisa), apenas o CH3COO- (ânion de um ácido fraco) sofrerá hidrólise.
Os íons OH– aumentarão o pH da solução pois irão reagir com H3O+
1.3	Titulação Base fraca/Ácido forte
Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH inferior a 7, devido à hidrólise do cátion resultante ser ácida.
Como a base é fraca, o seu ácido conjugado será forte, que facilmente reagirá com a água, formando íons H3O+.
Um exemplo deste tipo de titulação é a titulação do amoníaco com o ácido clorídrico
Como o NH4+ sofre hidrólise, captando o OH- da água formando NH4OHConsequentemente, sobra o H+, fazendo o ponto de equivalência ser em pH menor que 7.
1.4	Titulação Base fraca/Ácido fraco
Na titulação de um ácido fraco com uma base fraca, o pH inicial será mais elevado do que se fosse um ácido forte e o pH final tende a ser mais baixo do que se a base fosse forte.
A variação de pH é lenta próximo ao ponto de equivalência, e também após este ser atingido.
O pH do ponto de equivalência tende a ser próximo da neutralidade, porém será mais básico ou mais ácido dependendo das forças relativas entre o ácido e a base que são utilizados.
Titulação de óxido-redução ou redox
 Este método envolve o uso de agentes oxidantes para a titulação de agentes redutores (e vice-versa). Tem como restrição básica a necessidade de grande diferença entre os potenciais de oxidação e redução, de modo permitir resultado do andamento e final das reações mais nítidas. Tais resultados e andamentos são medidos por meio de indicadores químicos ou através de diversos métodos de medição relacionada a corrente elétrica (métodos eletrométricos), que seriam indicadores físicos para o comportamento da reação. Titulação de oxi-redução: onde ocorre a troca de elétrons entre os oxidantes e redutores, onde oxidantes fortes ganham mais elétrons assim como os redutores perdem. Reações de óxido-redução são reações nas quais há uma mudança no estado de oxidação, acompanhada por troca de elétrons entre os reagentes.
 Os métodos volumétricos de analise que utilizam reações do tipo oxidação-redução dependem dos potenciais das semi-reações envolvidas no processo. Entretanto a existência de potenciais favoráveis não e a única condição para se tiver uma titulação redox adequada, pois as reações envolvidas em tais processos são, frequentemente, lentas.
Além dos potenciais favoráveis, os agentes oxidantes e redutores devem ser estáveis no solvente utilizado e a substancia a ser determinada deve ser colocada sob um determinado estado de oxidação definido e estável, antes da titulação ser iniciada. Os reagentes apropriados a este fim adicionados em excesso ao meio reagente devem possuir a propriedade de reduzir ou oxidar convenientemente a amostra, sem interferir no resultado final, da analise, caso contrario, o excesso desta espécie deve ser destruído antes de se iniciar a titulação.
O indicador de uma reação de oxidação-redução ideal é aquele que tenha o potencial de oxidação situado entre o do titulado e do titulante e que exiba uma viragem de cor nítida. Mas existem também reagentes auto-indicadores que é o caso do permanganato de potássio, onde uma gota atribui coloração rosa visível, mesmo na presença de íons levemente corados, este método tem o inconveniente da presença de agente oxidante em excesso no ponto final.
Os nitritos em solução ácida a quente a cerca de 40 ºC, com solução de permanganato, segundo a equação:
2 MnO4- + 5 NO2- + 6 H+ ↔ 2 Mn2+ + NO3- + 3 H2O
Construção de Curvas de Titulação
A construção da curva de titulação é importante para se conhecer o comportamento das espécies envolvidas (titulado e analito) em uma titulação e, dessa forma, selecionar o indicador adequado. A curva de titulação relaciona o pH da solução gerada após a introdução de uma certa quantidade de titulante. Sendo assim, ela é uma curva de “pH x Volume do titulante”.
Por exemplo: se a solução do titulado for de um ácido (portanto, de pH baixo), ao se gotejar o titulante (que é uma base), deverá haver um aumento gradativo do pH. Observe:
Figura 1. Titulação de ácido fraco com base forte.
Por outro lado, se a solução do titulado for de uma base (portanto, de pH elevado), ao se gotejar o titulante (que é um ácido), deverá haver uma diminuição gradativa do pH. Observe:
Figura 2. Titulação de base forte com base fraca
Como podemos observar, para cada volume que é adicionado do titulante, um novo valor de pH é obtido, de modo que, se tivermos vários valores de pH, em função do respectivo volume de titulante que foi empregado, poderemos construir a curva de titulação para o sistema estudado. Vejamos:
Inicialmente, plota-se os pontos de pH x Volume do titulante:
Depois, é só ligar estes pontos:
Mas, como construir a curva detitulação?
Para construí-la, é necessário calcular os valores de pH para cada introdução de titulante. É importantíssimo compreender os estágios da titulação, para que se realize adequadamente os cálculos de pH. 
Detecção do ponto final
O ponto final será determinado por uma variação de cor ou no aparecimento ou desaparecimento de uma turbidez na solução titulada.
A variação de cor deve ocorrer em uma faixa limitada da função p do reagente ou do analito.
A alteração de cor deve acontecer dentro da parte de variação abrupta da curva de titulação do analito.
Como detectar o ponto final: formação de precipitado (método de Mohr), formação de complexos coloridos (métodos de Volhard) e indicadores de absorção (método de Fajans).
Conclusão
 Concluímos que a titulação é um processo físico para determinação da concentração em valores específicos de uma substância desconhecida podendo ser esta de natureza ácida ou alcalino-básica. Quando a substancia de concentração desconhecida é um ácido usamos uma base de concentração conhecida para determinar a concentração do ácido e vice-versa. É um tipo de titulação baseada em uma reação redox entre o analito e o titulante. Titulação redox pode envolver o uso de um indicador redox e/ou um potenciômetro.
 Suas Formas de titulação:
 Titulação ácido-base (acidimetria-alcalimetria): onde as hidroxilas da base (concentração conhecida) se combinam com os hidrogênios ionizáveis do ácido aumentando o valor do pH até o ponto de viragem ou neutro (em que a solução passa a ser formada por água e sais).
 Nas titulações de oxidação-redução deve ser observada inicialmente se as espécies possuem potenciais padrões capazes de reduzir ou oxidar o outro componente, deve se ter soluções com potenciais padrões altos quando necessário oxidar a outra soluções, e soluções com padrão baixo quando necessário reduzir outra.
 Através da escolha correta dos agentes ou oxidante ou redutor, é possível obter-se resultados sem grandes erros.
 Conseguiu-se através desta titulação chegar ao resultado da pureza do reagente muito próxima à esperada.
Referências Bibliográficas.
VOGEL, Arthur Israel. Química Analítica Quantitativa(Trad.Horacio Macedo).
5.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1992.
ATKINS, Peter, JONES Loretta, Princípios de química questionando a vida
Moderna e o meio ambiente( trad. Ricardo Bicca de alencastro). 3. ed. – Porto Alegre: Bookman, 2006.