8 Aula - Volumetria Ácido-Base e Precipitação

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Volumetria 
 
• Fundamentos e Aplicação 
 
• Ponto final e Ponto de equivalência 
 
• Padrões Primários e Secundários 
 
• Teoria dos Indicadores 
 
• Curva de Titulação 
Volumetria 
Consiste em medir o volume de uma solução de concentração exatamente 
conhecida, necessário para reagir quantitativamente com um determinado 
volume da solução em análise, através de uma operação chamada Titulação. 
Onde: 
A: Suporte universal; 
B: Garra metálica; 
C: Bureta; 
D: Erlenmayer; 
E: Barra magnética 
F: Agitador magnético. 
A solução de concentração exatamente conhecida é o que chamamos de 
solução padrão. 
Solução Padrão – Método Direto 
É preparada a partir de uma substância padrão primário. 
Requisitos para uma substância ser considerada um padrão primário 
 Apresentar um alto grau de pureza; 
 Ser estável; 
 Apresentar um alto peso equivalente; 
 Ser fácil de adquirir e relativamente barato. 
Solução Padrão – Método Indireto 
É obtida a partir de uma padronização com uma solução padrão primário. 
Ex. Bórax → HCl → NaOH 
 Padrão Primário Padrão Secundário Padrão Terciário 
Requisitos para que uma Solução possa ser Empregada na Volumetria 
 A reação deve ser estequiométrica, bem conhecida e definida; 
 Ex. H3COOH + NaOH → NaCOOH + H2O 
Ponto Final – É o ponto onde se observa a mudança de alguma propriedade 
da solução (ponto final prático). 
 A reação deve ser rápida; 
 A reação deve ser específica; 
 A reação deve ser detectável; 
O ponto final de titulação deve coincidir ou estar muito próximo ao ponto 
de equivalência. 
Ponto de Equivalência – É o ponto onde a quantidade de titulante é 
equivalente a quantidade de titulado ou é o ponto onde a reação química se 
completa (ponto final teórico). 
Maneiras de se Detectar o Ponto Final de Titulação 
 Cor devido ao reagente; 
 Cor devido ao uso de indicadores; 
 Formação de produtos solúveis coloridos; 
 Formação de uma fase sólida (precipitado) colorido; 
 Métodos elétricos. 
Classificação dos Métodos Volumétricos 
 Neutralização - 
 Precipitação - 
 Formação de Complexos - 
 Oxidação-redução - 
)sólido(AgClClAg ⇔+
−+
OHOHH 2⇔+
−+
−−+ ⇔+ 2)CN(AgCN2Ag
OH4Fe5MnH8MnOFe5 2
32
4
2 ++⇔++ +++−+
1) Que massa de hidróxido de sódio (NaOH) neutralizará 25,5 gramas de 
ácido sulfúrico (H2SO4)? 
Cálculos na Análise Volumétrica e Exercícios 
2) Que volume de solução 0,5 N de H2SO4 reagirá com 0,832 gramas de 
cloreto de bário (BaCl2) em solução molar? 
3) 300 miligramas de uma amostra constituída somente de carbonato de 
sódio (Na2CO3) e carbonato de bário (BaCO3) são equivalentes a 45 
mililitros de uma solução de concentração 0,1 N de ácido clorídrico (HCl)? 
Volumetria de Neutralização 
Definição: Compreende os métodos que se baseiam em reações de 
neutralização. 
OHOHH 2⇔+
−+
Aplicação: Dosagem de ácidos e bases. 
Reagentes Utilizados 
Ácidos 
 Ácido clorídrico – HCl 
 Ácido sulfúrico – H2SO4 
 Ácido perclórico – HClO4 
 Ácido nítrico – HNO3 
 Ácido carbônico – H2C2O4 
Bases 
 Hidróxido de sódio – NaOH 
 Hidróxido de potássio – KOH 
 Hidróxido de bário – Ba(Cl)2 
 Carbonato de sódio – Na2CO3 
 Hidróxido de amônio – NH4OH 
Valor do pH no Ponto de Equivalência 
Titulação de Ácido Forte com Base Forte 
(neutro) 0,7pH 
OHNaClNaOHHCl 2
=
+⇔+
Titulação de Ácido Forte com Base Fraca 
)ácido( 0,7pH 
OHClNHOHNHHCl 244
<
+⇔+
Titulação de Ácido Fraco com Base Forte 
(básico) 0,7pH 
OHCOONaHNaOHCOOHH 233
>
+⇔+
Titulação de Ácido Fraco com Base Fraca 
ba
23443
k do e k do depender Vai 
0,7pH ou 0,7pH ou 0,7pH 
OHCOOHNHOHNHCOOHH
><=
+⇔+
Indicadores de Neutralização 
Definição – São substâncias orgânicas de alto peso molecular que se 
comportam como ácidos ou bases quando dissolvidos em água ou em 
solventes como o etanol. 
Para uma boa escolha do indicador de neutralização, devemos: 
 Conhecer o pH no ponto de equivalência; 
 Saber como varia o pH no curso da titulação, principalmente em torno 
do ponto de equivalência. 
Indicadores de Neutralização 
Considere um indicador ácido, HIn, em solução aquosa: 
 HIn + H2O = H3O+ + In- 
Cor ácida Cor básica 
 
 In- + H2O = InH+ + OH- 
Cor básica Cor ácida 
[ ][ ]
[ ]HIn
InOHKa
−+
= 3 [ ] [ ][ ]−
+ =
In
HInKOH a3
Se [In-] / [HIn] ≥ 1/10 → indicador exibe sua cor ácida 
Se [In-] / [HIn] ≤ 10/1 → indicador exibe sua cor básica 
cor ácida pH = pKa - 1 
cor básica pH = pKa + 1 
Cuja constante de dissociação é dada pela equação: 
O olho humano só consegue distinguir uma das cores do indicador quando a 
concentração da espécie correspondente é dez vezes maior do que a 
concentração da outra espécie. 
[ ]
[ ]HIn
InpKpH a
−
+= log
Indicadores de Neutralização 
Faixa de pH do Indicador 
- log 10Ka a - log Ka/10 
-1 + pKa a 1 + pKa 
Essa faixa é chamada de Zona de Transição do indicador. 
Zona de Transição do indicador – é a faixa de pH na qual o indicador 
muda de cor. 
Ex: Calcule a zona de transição do vermelho de fenol (pKa= 7,2). 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
Indicadores. 
Alaranjado de metila: 3,1 – 4,4 Vermelho de Metila: 4,4 – 6,2 
Verde de bromocresol: 4,0 – 5,6 Fenoftaleína: 8,0 – 10,0 
 Timolftaleína: 9,4 – 10,0 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
Titulação 
Titulação 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
1 – Ponto Inicial 
2 – Antes do ponto de equivalência 
3 – No ponto de equivalência 
4 – Após o ponto de equivalência 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Fraco com uma Base Forte 
1 – Ponto Inicial 
2 – Antes do ponto de equivalência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solução Tampão CH3COOH / NaCH3COO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Fraco com uma Base Forte 
2 – Após o ponto de equivalência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 – No ponto de equivalência 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Fraco com uma Base Forte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de Ácidos Polipróticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os ácidos polipróticos apresentam mais de um íon hidrogênio ionizável. 
A figura abaixo mostra a curva de titulação do ácido fosfórico (H3PO4) com 
NaOH. Pode-se observar que apenas os dois primeiros pontos de 
equivalência podem ser determinados. O íon HPO4-2 é um ácido 
extremamente fraco e sua titulação não fornece um ponto de equivalência 
bem distinto. 
Titulação 
Titulação 
Titulação 
Titulação 
Volumetria de PrecipitaçãoDefinição: Baseia-se em reações que produzem compostos iônicos de 
solubilidade limitada (uma das técnicas analíticas mais antigas). 
-101,56x10kps AgClClAg =→+ −+
Aplicação: Determinação de haletos, ânions semelhantes aos haletos (SCN- , 
CN-, CNO-) e análise de alguns íons metálicos. 
Classificação dos métodos 
 Argentimétricos (AgNO3); 
 Método de Mohr; 
 Método de volhard; 
 Método de fajans. 
Volumetria de Precipitação 
Curvas de Titulação de Precipitação envolvendo os íons Prata 
 Método mais comum para a determinação da concentração de haletos em 
soluções aquosas (titulação com AgNO3); 
 Produto: haleto de prata sólido; 
pAg contra o volume de nitrato de prata adicionado 
 
(1) Pré-equivalência; 
 
(2) Na equivalência; 
 
(3) Pós-equivalência 
Volumetria de Precipitação 
Curvas de Titulação de Precipitação envolvendo os íons Prata 
 Método mais comum para a determinação da concentração de haletos em 
soluções aquosas (titulação com AgNO3); 
 Produto: haleto de prata sólido; 
pAg contra o volume de nitrato de prata adicionado 
 
(1) Pré-equivalência; 
 
(2) Na equivalência; 
 
(3) Pós-equivalência 
Curvas de Titulação 
Titulação de um Ácido Forte com uma Base Forte 
1 – Ponto Inicial 
2 – Antes do ponto de equivalência 
3 – No ponto de equivalência 
4 – Após o ponto de equivalência 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curvas de Titulação 
Titulação de um AgNO3 com NaCl 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo: 
Realizar os cálculos necessários para gerar uma curva de titulação 
para uma alíquota de 50,00 mL de solução de NaCl 0,1000 mol L-1 
com AgNO3 0,1000 mol L-1 (para AgCl, Kps = 1,82 x 10-10) 
Reação: Ag+(aq) + Cl
-
 (aq)  AgCl(s) 
 
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO NAS CURVAS DE TITULAÇÃO 
Alterações em pAg na titulação do Cl- com AgNO3 
padrão. 
Curva de titulação para: A) 50,00 mL de 
NaCl 0,0500 mol L-1 com AgNO3 0,1000 
mol L-1 , (B) 50,00 mL de NaCl 0,00500 
mol L-1 com AgNO3 0,01000 mol L-1 
• Curva A: alteração em pAg no PE é 
grande; 
• Curva B: alteração em pAg no PE é 
notavelmente menor; 
• Indicador de Ag+ na faixa de pAg 
entre 4,0 e 6,0 (erro mínimo) 
EFEITO DA EXTENSÃO DA REAÇÃO NAS CURVAS DE TITULAÇÃO 
Efeito da extensão da reação nas curvas 
de titulação de precipitação. Para cada 
curva de titulação para: 50,00 mL 0,0500 
mol L-1 de um ânion foram titulados com 
AgNO3 0,1000 mol L-1. 
• Variação em pAg no PE torna-se 
maior à medida que o produto de 
solubilidade torna-se menor, isto é, 
quando a reação entre o analito e o 
nitrato de prata torna-se mais 
completa. 
Valores menores de Kps fornecem 
variações muito mais acentuadas 
no ponto final 
Indicadores para as titulações argentométricas 
• Três tipos de pontos finais são encontrados em titulações com 
nitrato de prata: 
(1) Químico; 
(2) Potenciométrico (medida de potencial entre um eletrodo de prata e 
um eletrodo de referência cujo potencial é constante e independente 
do reagente adicionado); 
(3) Amperométrico (corrente gerada entre um par de microeletrodos de 
prata na solução do analito é mdida e representada em forma de 
gráfico em função do volume do reagente). 
Indicador Químico (variação de cor ou, ocasionalmente, no aparecimento ou 
desaparecimento de uma turbidez na solução titulada) 
Requisitos: 
(1) A variação de cor deve ocorrer em uma faixa limitada da função p 
do reagente ou do analito; 
(2) A alteração de cor deve acontecer dentro da parte de variação 
abrupta da curva de titulação do analito. 
Volumetria de Precipitação 
Determinação do ponto final de titulação 
Princípio: A solução neutra do haleto é titulada com solução de AgNO3 na 
presença do indicador K2CrO4. 
 Formação de um Precipitado Colorido; 
 Determinação de Cl- e/ou Br-. 
Reações: 
 
Cl- + Ag+ → AgCl(s) (precipitado branco) 
Br- + Ag+ → AgBr(s) (precipitado branco amarelado). 
 
No ponto final: 
 
2 Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4(s) (precipitado vermelho-tijolo) 
Método de Mohr 
Volumetria de Precipitação 
Determinação do ponto final de titulação 
Princípio: Titulação de Ag+ com solução padrão de SCN- em meio ácido. 
 Formação de um Precipitado Colorido; 
 Determinação de Ag+. 
Reações: 
 
Ag+ + SCN- → AgSCN(s) (precipitado branco). 
Indicador: Sulfato Férrico Amoniacal 
 
No ponto final: 
 
Fe3+ + SCN- → FeSCN2+ (complexo solúvel vermelho-tijolo) 
Método de Volhard 
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	Indicadores para as titulações argentométricas
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