Aula 9 - Parte I - Preparo de soluções e Titulações

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Prof. Dra. Evania Andrade 
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Preparo de soluções e Titulações 
Macaé 
Agosto - 2014 
 
Prof. Dra. Evania Andrade 
Uma mistura homogênea de uma ou mais 
substâncias em uma única fase. 
Soluto 
Solvente 
Solução 
Substância em maior quantidade. 
Demais substâncias presentes na sç. 
Define-se sç como uma mistura de soluto mais solvente, onde o solvente é 
a substância que esta em maior quantidade e o soluto é a substância em 
menor quantidade, que apresenta-se dissolvido no solvente 
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Comportamento das soluções 
 Depende da natureza do soluto e de sua concentração 
Concentração 
Informa a quantidade de soluto contida em um 
determinado volume, ou em uma determinada massa, 
de solução ou de solvente. 
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Formas de expressar a concentração 
Molaridade 
(M) é o número de mols de uma 
substância por volume em litro 
(L) de sç. 
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M = 
𝑛1
𝑉
 = 
𝑚𝑜𝑙
𝐿 
Onde: 
n1 = número de mols do soluto 
V = volume da sç em L. 
 
* Relação massa (quantidade de matéria) (mol) com volume (L) 
• Massa atômica: è a massa, em gramas, contida em um número de 
Avogadro de átomos (6,022 X1023). 
• Massa molecular de um composto: é a soma das massas atômicas dos 
átomos da molécula. É a massa em gramas que contém o número de 
Avogadro de moléculas. 
• mol = mols: Quantidade que contém o número de Avogadro de 
partículas (átomos, moléculas, íons, ou qualquer outra coisa). 
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Formas de expressar a concentração 
Molalidade 
(m ou W) é concentração expressa 
em número de mols de um soluto 
(n) pela massa do de um solvente 
(m2), em quilogramas (Kg) 
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m = 
𝑛1
𝑚2
 = 
𝑚𝑜𝑙
𝐾𝑔 Onde: 
m = molalidade ou concentração molal 
n1 = número de mols do soluto 
m2 = massa do soluto em Kg 
 
* Relação massa (mol) com massa (Kg) 
Molaridade X Molalidade 
*A molalidade não muda quando ocorre variação de temperatura. 
*A molaridade varia com a temperatura porque o volume de uma sç 
normalmente aumenta quando ela é aquecida. 
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Formas de expressar a concentração 
Concentração comum 
(C) é relação entre a massa do 
soluto, em gramas (g) e o 
volume da sç, em litros (L). 
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C = 
𝑚1
𝑉
 = 
𝑔
𝐿 
Onde: 
n1 = número de mols do soluto 
V = volume da sç em L. 
 
* Relação massa (g) com volume (L) 
Símbolos, m, M e M 
O símbolo da molalidade é o m minúsculo em itálico. 
O símbolo da molaridade é a letra M maiúscula normal. 
O letra M maiúscula em itálico, significa massa molar. 
 
 
 
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Formas de expressar a concentração 
Título (t) é relação entre a massa do 
soluto e a massa da solução. 
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t = 
m1
m1+m2
 = 
m1
m 
Onde: 
t = é um número puro, isto é, 
não tem unidade 
m1 = massa do soluto 
m2 = massa do solvente 
m = massa da solução (m1 + m2) 
* Relação massa (g) com massa (g). t não tem unidade 
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Formas de expressar a concentração 
Fração molar 
(X) De um componente da solução é definida 
como a quantia de um determinado 
componente de uma mistura dividida pela 
quantia total de todos os componentes da 
mistura 
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 XA = 
nA
nA+𝑛𝑏+𝑛𝐶+ … 
 
Onde: 
nA = número de mols de A 
nA + ...= somatória do número de mols de 
todos os componentes da mistura 
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Composição percentual 
Porcentagem ponderal Porcentagem de um componente 
em uma mistura ou em uma sç é 
expressa como uma porcentagem 
ponderal (porcentagem em massa, 
% m/m) 
9 
% em massa, A = 
m1
mT
 x 100 
Onde: 
m1 = massa do soluto 
mT = massa total da solução da mistura (m de 
A + m de B + m C + ...) 
* Relação massa (g) com massa (g) 
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ppm 
As vezes a composição pode ser expressa em partes por milhão (ppm) 
ou partes por bilhão (ppb), termos que significam gramas de substância 
por milhão ou bilhão de gramas de solução total ou de mistura total, 
respectivamente. 
10 
ppm = 
m1
m2
 x 106 
Onde: m1 = massa de substância m2 = massa da amostra 
* Como a massa específica de uma sç aquosa diluída é próxima de 1,0 
g/mL, frequentemente se faz a equivalência 1 g de água = 1 mL de água, 
embora essa equivalência seja apenas uma aproximação. Assim: 
Composição em ppm e ppb 
ppb ppb = 
m1
m2
 x 109 
1ppm = 
1µg
mL
 1ppm = 
1mg
L
 
1ppb = 
1𝑛g
mL
 1ppb = 
1µg
L
 
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Grandezas relacionadas 
Densidade 
A densidade, razão entre a massa de um 
objeto e seu volume, é uma 
propriedade física útil para identificar 
substâncias 
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Onde: 
me= massa específica de uma 
substância 
m = massa específica da água a 4°C 
me =
m1
V
 = 
𝑔
mL
 
* Como a massa específica da água a 4°C é muito próxima de 1 
g/mL, a densidade é muito próxima da massa específica. 
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Preparo de soluções 
Métodos (diluição e pesagem) 
Diluição 
O preparo rotineiro de sç em laboratório se dá pela diluição de 
uma sç mais concentrada (adquirida comercialmente) para uma 
de concentração desejada 
Mcon . Vcon = Mdil . Vdil 
Número de mols existentes 
na sç concentrada 
Número de mols presentes 
na sç diluída 
Requer os seguintes 
cálculos 
n° mol =
m1
𝑀
 = 
𝑔
g/mol
 = mol 
n° mol = M . V = 
mol
L
 . L = mol 
ou 
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Preparo de soluções 
Substâncias que não são 
de padrão primário 
Pesagem 
Para preparar uma sç com M desejada, 
pesamos a massa correta do reagente 
puro, dissolvemos esta massa no 
solvente em um balão volumétrico. 
Padrão primário 
 Grau de pureza elevado (99,9 %) 
 Estável quando é seco sob aquecimento 
e vácuo 
 Estáveis em sç e no estado sólido 
 Estáveis na presença de ar atmosférico 
 Necessitam ter suas 
concentrações determinadas 
 
 Procedimentos usados para esta determinação: 
Métodos (diluição e pesagem) 
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Titulação 
Procedimentos nos quais 
determinamos o volume de 
reagente necessário para reagir 
com o analito são denominados 
análise volumétrica. 
 
É uma modalidade da análise volumétrica, 
na qual pequenos volumes da sç de 
reagente – o titulante – são adicionados ao 
analito (titulado) até que a reação termine. 
A partir da quantidade de titulante usada, 
podemos calcular a quantidade de analito 
presente. 
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Tipos de reações de titulação: 
a) ácido-base 
b) precipitação 
c) oxirredução 
Ponto de equivalência ou ponto de viragem 
Ocorre quando a quantidade de 
titulante adicionada é a 
quantidade exata para a reação 
estequiométrica com o analito. 
É o resultado ideal 
(teórico) que procuramos 
em uma titulação 
O que realmente medimos, indicado pela mudança 
súbita em uma propriedade física da sç. 
Ponto final 
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Indicador 
• É um composto com uma propriedade física (cor) que 
muda abruptamente próximo ao ponto de equivalência. 
A mudança é causada pelo desaparecimento do analito 
ou pelo aparecimento de um excesso de titulante. 
• Diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência. 
• Podemos estimar o erro de titulação com uma titulação 
em branco, na qual o mesmo procedimento é usado sem 
a presença do analito. 
Erro de titulação 
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volume SI → 𝑚3 
10 cm = 0,1 m 
1 L = (0,1) m3 = 10-3 m3 
L = dm3 1 mL = 1 c𝑚3 
1 L = dm3 
1 L = 1.000 mL = 1.000 cm3 
1 cm3 = 0,001 L = 1 mL Proveta, Seringa, bureta, pipeta, balão volumétrico 
1 litro é o volume de um cubo com 10 cm de aresta. 
Unidades de medida 
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massa 
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Comprimento 
Unidade padrão → metro (m) 
1,0 nm = 1 x 10-9 m 
1 pm = 1 x 10-12 m 
1 x 109 nm = 1m 
10 mm = 1 cm 
100 cm = 10 dm = 1 m 
1.000 m = 1 km 
 
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Prefixos 
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Exemplos 
Calcule a molaridade da solução comercial de HCl que 
é 37% e possui densidade 1,19? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A partir da densidade e do grau de pureza (título) da 
solução concentrada de HCl, encontrados no rótulo do 
produto comercial (37%), calcular o volume necessário 
para preparar 100 mL de solução 0,1 mol/L de HCl. 
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Calcular a massa de NaOH a ser pesada para 
preparar 100 mL de uma solução de concentração 
0,1 mol/L? 
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Calcule a molaridade de biftalato de potássio 
(C6H4COOK.COOH), sendo que tem-se uma massa de 
0,10 g num volume de 20 mL? 
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Padronização do NaOH 0,1 M 
Titulante 
Titulado 
Qual o volume de NaOH 0,1 M necessário para neutralizar 
uma solução equimolar de C6H4COOK.COOH? 
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Padronização do NaOH 0,1 M 
Titulante 
Titulado 
Supondo que o volume de NaOH 0,1 M gasto para que se 
observe o ponto de viragem seja de 5,7 mL. Qual a 
concentração real de NaOH? 
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Padronização do HCl 0,1 M 
Titulante 
Titulado 
Através da molaridade de NaOH padronizada, 
determine o volume teórico de NaOH para a 
neutralização de HCl? 
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Padronização do HCl 0,1 M 
Titulante 
Titulado 
Determine a concentração molar REAL de HCl 0,1 M 
supondo que a média de volumes gastos de NaOH 
padronizado em três titulações foi de 11,42 mL? 
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Nosso objetivo é construir um gráfico que mostre 
como o pH varia com a adição do titulante. Se isto 
for possível, podemos entender o que está 
ocorrendo durante a titulação e seremos capazes 
de interpretar os resultados. 
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Titulação de 50,0 mL de KOH 0,020 mol/L com uma solução de 
HBr 0,10 mol/L. 
Faça os cálculos para obtenção dos valores de [OH-] e pH. 
KOH 
HBr 
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Cálculos antes do PE 
[OH-] = 
( 𝑉 𝑑𝑒 𝑂𝐻
−
𝑛𝑜 𝑃𝐸 − 𝑉 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜)
𝑉 𝑑𝑒 𝑂𝐻
−
 𝑛𝑜 𝑃𝐸
 𝑥 𝑂𝐻
− 
𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 
𝑥
( 𝑉 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑂𝐻
−
)
𝑉 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑂𝐻
− 
+ 𝑉 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜
 
Fração de OH- restante Fator de diluição 
[OH-] = 
𝐾𝑊
[𝑂𝐻
−
 ]
 
Cálculos antes do PE 
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Volume de 
ácido 
adicionado 
(em mL) 
 
 
Fração de OH- restante 
 
 
Fator de diluição 
 
 
[OH-] 
 
 
pOH 
 
 
pH 
Cálculo Fração Cálculo Fator 
0 
1,00 10 − 1
10
 
0,9 50
10 + 1
 
0,98 0,01764 1,75 12,25 
2,00 
3,00 
4,00 
5,00 
6,00 
7,00 
8,00 
9,00 
9,50 
9,90 
9,99 
10,00 
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Calcule o valor de pH no PE? 
O pH no ponto de equivalência, na titulação de qualquer base (ou ácido) 
forte com ácido (ou base) forte é 7,00, à 25°C. 
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Faça os cálculos para obtenção dos valores de [H+] e pH. 
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[H+] = [H+]inicial x 
( 𝑉 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑂𝐻
−
 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜)
𝑉 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑂𝐻
−
 +𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
 
Cálculos após o PE 
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Volume de 
excesso de H+ 
 
 
[H+] inicial 
 
 
 
Fator de diluição 
 
 
[H+] excesso 
 
 
pH 
Cálculo Fator 
0,01 0,100 0,01
50 + 10 + 0,01
 
1,66 x 10-4 1,66 x 10-5 
 
4,78 
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pH 
Com os valores obtidos de pH e V adicionado de titulante, 
construa um gráfico, como ilustrado a seguir: 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Va (mL) 
Ponto de equivalência 
Ponto de inflexão 
* ácido forte com base forte 
KOH 
HBr 
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- KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M.; WEAVER, G. C. QUÍMICA GERAL E REAÇÕES QUÍMICAS 
VOL. Tradução da 6ª edição norte-americana SÂO PAULO: Cengage Learning, 2010. 
 - BROWN, T. L.; JUNIOR, H. E. l.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química a Ciência 
Central 9 ed São Paulo: Pearson, 2011. 
- ATKINS P. JONES L. Princípios de Química-Questionando a Vida Moderna e o Meio 
Ambiente 3 ed. Porto Alegre: BOOKMAN, 2006. 
 
BIBLIOGRAFIAS