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Volume de NaOH (mL) (%) de NaOH adicionado (em relação ao PEQ) [NaOH]inicial (0,1mol L-1) Volume de HCl (mL) Volume Total (mL) [HCl]inicial (0,1mol L-1) [H3O+] azul e [HO-] vermelho pH pOH Relação 0,00 0,0 50,00 50,00 0,100000 1,00 13,00 [H3O+] > [HO-] 1,00 2,0 50,00 51,00 0,096078 1,02 12,98 [H3O+] > [HO-] 5,00 10,0 50,00 55,00 0,081818 1,09 12,91 [H3O+] > [HO-] 10,00 20,0 50,00 60,00 0,066667 1,18 12,82 [H3O+] > [HO-] 20,00 40,0 50,00 70,00 0,042857 1,37 12,63 [H3O+] > [HO-] 25,00 50,0 50,00 75,00 0,033333 1,48 12,52 [H3O+] > [HO-] 30,00 60,0 50,00 80,00 0,025000 1,60 12,40 [H3O+] > [HO-] 35,00 70,0 50,00 85,00 0,017647 1,75 12,25 [H3O+] > [HO-] 40,00 80,0 50,00 90,00 0,011111 1,95 12,05 [H3O+] > [HO-] 45,00 90,0 50,00 95,00 0,005263 2,28 11,72 [H3O+] > [HO-] erro ( - ) 49,95 99,9 50,00 99,95 0,000050 4,30 9,70 [H3O+] > [HO-] PEQ 50,00 100,0 50,00 100,00 0,000000 7,00 7,00 [H3O+] = [HO-] erro ( + ) 50,05 100,1 50,00 100,05 0,000050 9,70 4,30 [HO-] > [H3O+] 55,00 110,0 50,00 105,00 0,004762 11,68 2,32 [HO-] > [H3O+] 60,00 120,0 50,00 110,00 0,009091 11,96 2,04 [HO-] > [H3O+] 70,00 140,0 50,00 120,00 0,016667 12,22 1,78 [HO-] > [H3O+] 75,00 150,0 50,00 125,00 0,020000 12,30 1,70 [HO-] > [H3O+] 80,00 160,0 50,00 130,00 0,023077 12,36 1,64 [HO-] > [H3O+] 90,00 180,0 50,00 140,00 0,028571 12,46 1,54 [HO-] > [H3O+] 100,00 200,0 50,00 150,00 0,033333 12,52 1,48 [HO-] > [H3O+] Dados daTitulação de 50,00mL de HCl 0,1mol L-1 com NaOH 0,1mol L-1 Considere erro ± 0,1% , que é o limite aceitável para o método cor azul = excesso do reagente cor preta = quantidades estequiométricamente iguais cor vermelha = reagente limitante Curva de Titulação � Reação: NaOH + HCl → NaCl + H2O Cálculos: Na faixa de viragem, o menor valor de pH é a referência (ponto final de titulação) alcançado para titulante ácido (ou seja, visualizando pela cor e tendo como referência a fenolftaleína, utilizando um titulante ácido, a cor mudaria de rosa (pH <9,8) para incolor (pH<8,2). Para titulante alcalina deve-se pensar inversamente. Cálculo do erro provocado pelo indicador utilizado: Neste tipo de exercício, a nossa incógnita é o volume de titulante, que vai ser menor ou maior do que o volume de titulante necessário para neutralizar completamente o titulado. Este volume é conhecido como volume de titulante no Ponto Estequiométrico (Vpeq). Verifica-se o pH da solução em que se atinge o ponto final da titulação, que é observado pela mudança de cor da solução (por exemplo, na titulação de 50,00mL de HCl 0,1mol L-1 com NaOH 0,1mol L-1, vamos utilizar o indicador Timolftaleína, que possui a faixa de viragem de pH ≥ 10,5 (azul) [faixa básica] para pH ≤ 8,3 (incolor) [faixa ácida]). Sendo o titulante o NaOH, observar a faixa básica, onde a mudança de cor nesta titulação será de incolor para azul. O pH para adquirir a cor azul é igual a 10,5 unidades de pH. Logo neste caso temos uma concentração de [HO-] > [H3O+]. Para calcularmos qual a concentração de [HO-] que temos no erlenmeyer, devemos transformar o pH em pOH, pois o ponto final desta titulação apresenta pH > 7,0 (solução alcalina) (a cor da solução muda de incolor para azul, o que significa que o pH ≥ 10,5. Se pH = 10,5 a [H3O+] = 10 -10,5 mol L-1, mas como no Ponto Final da Titulação a solução está alcalina devemos transformar a [H3O+] em [HO-], onde a relação Kw = 10 -14 e Kw = [H3O+] [HO-], que rearranjada fica [HO-] = Kw / [H3O+], logo a [HO-] = 10 -14 / 10 -10,5 = 10 -3,5 mol L-1. Outra forma de se calcular a [HO-] é fazer a transformação de pH em pOH, a partir da equação pOH = pKw – pH, onde pKw = 14, então: pOH = 14 – 10,5 = 3,5. Logo a [HO-] = 10 –pOH = 10 -3,5 mol L-1. Posteriormente monta-se a reação da titulação e calcula-se o número de mmoles iniciais dos reagentes titulante e titulado, o número de mmoles que reagem e o número de mmoles no equilíbrio, de acordo com o quadro abaixo: NaOH + HCl → NaCl H2O Número de mmoles iniciais MV (0,1mmol mL-1 x V) = 0,1xV mmoles MV (0,1mmol mL-1 x 50,00mL) = 5,0 mmoles 0 mmoles 0 mmoles Número de mmoles que reagiram de acordo com o reagente limitante - 5,0 mmoles - 5,0 mmoles + 5,00 + 5,00 Número de mmoles no equilíbrio Total de mmoles 0,1xV – 5,0 mmoles 0 mmoles 5,00 5,00 Nesta etapa montaremos a equação de equilíbrio químico, observando que, neste caso um pequeno excesso de NaOH sobrou. Então a equação de equilíbrio será dada por: [NaOH] = [HO-] = número de mmoles de NaOH no equilíbrio / Volume total, onde o Volume total = Volume de HCl + Volume de NaOH adicionado. Logo a [HO-] = (0,1xV – 5,0) mmoles / (50,00 + V) mL, sendo que a [HO-] foi calculada em 2) e e igual a 10 -3,5 mol L-1. Substituindo este valor na equação ficará: 10 -3,5 mmol mL-1 = (0,1xV – 5,0) mmoles / (50,00 + V) mL. Utilizando o artifício matemático da propriedade distributiva, a equação ficará reescrita assim: (10 -3,5 x 50,00) + (10 -3,5 x V) = (0,1xV – 5,0) Isolando a incógnita V: (10 -3,5 x 50,00) + 5 = 0,1xV – 10 -3,5 x V V = (10 -3,5 x 50,00 + 5) / (0,1xV – 10 -3,5) mL V = 50,317231mL Este é o volume de Titulante (NaOH) adicionado ao titulado no erlenmeyer, para que possamos observar o ponto final da titulação, ou seja, a cor da solução mude de incolor para azul, e o pH da solução fique com o pH de viragem do Indicador, ou seja, o volume de 50,317231mL proporcionará um pH = 10,5 5) O erro percentual provocado pelo uso da Timolftaleína como indicador provocará um erro segundo a equação: % erro = [ (Vpf - Vpeq) / Vpeq] x 100 Sendo: Vpf = Volume de titulante gasto para observar o ponto final da titulação Vpeq = Volume de Titulante no ponto estequiométrico O erro poderá ser positivo ou negativo, que é dependente do Vpf, sendo: positivo se Vpf > Vpeq negativo se Vpf < Vpeq Então a % erro será = [(50,317231 – 50,00) / 50,00] x 100 = + 0,63% O limite aceitável de erro é de ± 0,1%, então para as condições deste experimento, o indicador Timolftaleína não poderá ser utilizado nesta titulação, pois provoca um erro maior do que o limite aceitável para este método. NaOH 0,1mol L-1 50,00mL de HCl 0,1mol L-1
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