Aula de Volumetria Acido-Base

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Análises volumétricas
Turma: Engenharia de alimentos
Disciplina: Química analítica
Procedimento Analítico, no qual a quantidade desconhecida de um
composto é determinada através da reação deste com um reagente
padrão ou padronizado.
Titulação, Titulometria ou Titrimetria
TITULAÇÃO
Portanto, mede-se qual o volume necessário da solução padrão
para reagir quantitativamente com o analito.
- Reagente ou solução, cuja concentração é conhecida.
- Composto ou solução, cuja concentração é desconhecida.
TITULAÇÃO
Titulado
Titulante
Quando em uma titulação o volume de solução é
monitorado (uso de bureta, por exemplo) o
procedimento é chamado de volumetria.
Titulação Volumétrica
Conceitos importantes em volumetria
Ponto de equivalência e ponto final da titulação
Ponto de equivalência: O ponto de equivalência ocorre quando a
quantidade de titulante adicionado é igual a quantidade necessária para
uma reação estequiométrica com o analito (o titulado)
Conceitos importantes em volumetria
O ponto final de uma titulação é aquele determinado
experimentalmente (determinado pela mudança de cor).
Valor obtido Teoricamente
Obs: A diferença entre o ponto final e o ponto de
equivalência é o erro de titulação.
a) Reações de Neutralização ou Ácido -Base
b) Reações de Complexação
c) Reações de Óxido-Redução
d) Reações de Precipitação
H3O+ + OH- 2H2O
Y4- + Ca2+ CaY2-
Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+
Ag+ + Cl- AgCl(s)
PRINCIPAIS REAÇÕES EMPREGADAS EM TITULAÇÃO Requisitos de uma reação empregada em titulação
- Reação simples e com estequiometria conhecida
- Reação rápida
- Apresentar mudanças químicas ou físicas (pH, temperatura,
condutividade), principalmente no ponto de equivalência
Padrão Primário em Titulações
O padrão primário é um composto suficientemente puro e estável
que permite preparar uma solução padrão (primária) por pesagem
direta do composto e diluição até um determinado volume de solução
Exemplos
KH(C8H4O4) = biftalato de potássio 
Na2B4O7 = Tetraborato de sódio
Na2CO3 = Carbonato de sódio 
O que ocorre quando pesamos NaOH?
H2C2O4 = Ácido oxálico 
Requisitos Básicos de um Padrão Primário
- alta pureza
- estabilidade ao ar
- ausência de água de hidratação
- composição não deve variar com umidade
- disponível, custo acessível
- solubilidade no meio de titulação
- alta massa molar: erro relativo associado a pesagens é minimizado
Padrão Primário em Titulações
Padrões secundários
Uma solução que pode ser utilizada para a padronização, e cuja
concentração da substância ativa foi determinada previamente
por comparação com um padrão primário. Exemplos incluem
as soluções de ácidos ou bases que forma previamente
padronizadas utilizando-se uma padrão primário.
Exemplo: NaOH
TITULAÇÃO DE PADRONIZAÇÃO
Em uma titulação de padronização a concentração de uma 
solução é padronizada através da titulação contra um padrão 
primário
Exemplo: Padronização de solução de NaOH
com Biftalato de potássio
Volumetria Ácido-Base
∗ As reações envolvem a combinação de OH- e H+ para
formar água.
∗ Os tipos de titulações ácido-base podem ser divididos em:
- Ácido forte com Base Forte
- Ácido fraco com Base Forte
- Base Fraca com Ácido Forte
- Ácidos polipróticos
HH33OO++ + OH+ OH-- 2H2H22OO
- O titulante geralmente é uma base forte ou um ácido forte
Exemplos
Base Forte: NaOH ou KOH
Ácido Forte: HCl, H2SO4, HClO4
Obs: HNO3 é raramente utilizado devido ao seu elevado poder
oxidante
Volumetria Ácido-Base
volume de reagente
pH
Esboço de uma curva de titulação de um ácido
CURVA DE TITULAÇÃO ACIDO-BASE Determinação do Ponto Final de uma Titulação
- Um indicador ácido-base é um ácido orgânico fraco ou uma
base orgânica fraca, cuja cor da forma não dissociada difere da
cor de sua base conjugada ou forma ácida conjugada.
Principais métodos:
∗ Indicadores ácido-base (mudança de cor)
∗ Técnicas Eletroquímicas (potenciometria)
O comportamento de um indicador básico pode ser descrito pelo
equilíbrio:
HIn + H2O In- + H3O+
In + H2O InH+ + OH-
Portanto o equilíbrio tem a seguinte expressão:
[H3O+][In-]
[HIn] = Ka
pH = pKa +
log [In-]
[HIn]Rearranjando
O comportamento de indicador de um ácido pode ser descrito pelo equilíbrio :
FENOLFTALEÍNA
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Ácidos ou bases orgânicas fracos que mudam de cor de acordo
com o seu grau de dissociação (pH do meio)
pH < 8,0 incolor
pH > 9,6 vermelha 
tendendo a rosa
VERMELHO DE FENOL
INDICADORES ÁCIDO-BASE
pH < 6,8 Amarelo pH > 8,4 Vermelho
ALARANJADO DE METILA
INDICADORES ÁCIDO-BASE
pH < 3,1 Vermelho pH > 4,4 Amarelo
NOME INTERVALO 
DETRANSIÇÃO
COR
Azul de timol 1,2 – 2,8 
8,9 – 9,6
Vermelho-Amarelo
Amarelo-Azul
Amarelo de Metila 2,9 – 4,0 Vermelho-Amarelo
Alaranjado de Metila 3,1 – 4,4 Vermelho-Laranja
Verde de Bromocresol 3,8 – 5,4 Amarelo-Azul
Vermelho de Metila 4,2 – 6,3 Vermelho-Amarelo
Púrpura de Bromocresol 5,2 – 6,8 Amarelo-Roxo
Azul de Bromotimol 6,2 – 7,6 Amarelo-Azul
Vermelho de fenol 6,8 – 8,4 Amarelo-Vermelho
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Alguns cuidados que deve-se tomar antes de uma titulação 
Como saber qual será a variação 
do pH?
Qual o ponto final da titulação ?
Qual indicador devo escolher ?
Determinação do ponto final com eletrodo de pH, por meio 
da primeira derivada e segunda derivada
Bastante usado para titulações com soluções diluídas e
também para ácidos ou bases fracos.
∆pH = variação de pH 
entre leituras
∆µL = variação de volume 
entre as adições 
consecutivas
Média dos volumes 
∆(∆pH/ ∆µL)
∆µL
∆pH
∆µL
Curva de titulação de pH em função do volume 
adicionado (a), derivada primeira (b) e derivada 
segunda (c).
Ponto final
derivada primeira⇒
⇒derivada segunda
Pontos de 
inflexão
84 86 88 90 92 94
4,2
4,5
4,8
5,1
5,4
5,7
6,0
pH
Vol. NaOH
85 86 87 88 89 90 91 92 93
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
De
riv
a
da
 
pr
im
e
ira
Volume de NaOH (uL)
Gráfico da derivada primeiraGráfico sem derivação
Derivada primeira
Vol. NaOH pH mL ∆∆∆∆pH/∆µ∆µ∆µ∆µL
85 4,245 85,5 0,155
86 4,4 86,5 0,226
87 4,626 87,5 0,307
88 4,933 88,5 0,34
89 5,273 89,5 0,257
90 5,53 90,5 0,189
91 5,719 92 0,1305
93 5,98
Quando reagente e analito são ambos eletrólitos
fortes, a neutralização pode ser representada pela
equação:
HH33OO++ + OH+ OH-- 2H2H22OO
Titulação Ácido forte com Base Forte
Titulação de um Ácido forte com Base Forte
Uma reação entre quantidades equivalentes de um ácido e de
uma base resulta sempre numa solução neutra?
- Reações de hidrólise entre ácidos fortes e bases fracas ou
ácidos fracos e bases fortes podem ocorrer.
- Efeitos tamponantes numa titulação pode prejudicar a
detecção do ponto de equivalência prejudicando a ação do
indicador.
O comportamento teórico de uma titulação deve ser 
detalhadamente estudado por meio de curvas de 
titulação
Curvas de titulação de HCl com NaOH
a) Construa uma curva de titulação com 50 mL de NaOH 
0,020 mol/L com uma solução de HCl 0,100 mol/L 
0 2 4 6 8 10 12 14 16
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
pH
V
a
 (mL)0 2 4 6 8 10 12 14 16
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
pH
V
a
 (mL)
Antes do ponto de equivalência 
Excesso de base
0 2 4 6 8 10 12 14 16
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
pH
V
a
 (mL)
Ponto de equivalência 
pH = 7
Antes do ponto de equivalência 
Excesso de base
0 2 4 6 8 10 12 14 16
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
pH
V
a
 (mL)
Após o ponto de equivalência
Excesso de ácido
Antes do ponto de equivalência 
Excesso de base
Ponto de equivalência 
pH = 7
Curvas de titulação de HCl com NaOH
Faixa de pHdo Indicador 
mais adequada
0 10 20 30
0
3
6
9
12
Efeitos da diluição do titulante e titulado numa curva de titulação
pH
Volume de NaOH (mL)
Titulação de Ácido fraco com Base Forte
Exemplos
- Ácido etanóico (Ácido acético)
- Hídroxido de sódio (NaOH)
Quando há em solução somente o ácido fraco, o pH é
calculado utilizando-se a constante de dissociação e
concentração do ácido.
- Após adições do titulante (base forte) a solução comporta-
se como um tampão. O pH do tampão pode ser calculado
das concentrações analíticas.
- No ponto de equivalência o sal está presente e o pH é
calculado da concentração deste sal.
- Após o ponto de equivalência o pH é governado pelo
excesso da concentração do titulante
Exemplo
Mostre o comportamento de uma titulação de 50,0 mL de ácido
acético (HAc) 0,100 mol/L com uma solução de NaOH 0,100
mol/L padrão, após a adição de 25,0 mL, 50,0 mL e 75,0 mL.
Considere o Ka = 1,8 x 10-5 para o ácido acético.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
2
4
6
8
10
12
pH
Vbase (mL)
Curva de titulação de um ácido fraco com base forte
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
2
4
6
8
10
12
pH
Vbase (mL)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
2
4
6
8
10
12
pH
Vbase (mL)
Região de tamponamento Excesso de base
Ponto de 
inflexão
Ponto de 
equivalência
Ve/2
pH = pKa
Curva de titulação calculada para a reação de 50,00 mL de uma solução de ácido 2-(N-
morfolino)etanossulfônico, 0,0200 mol/L com uma solução de NaOH 0,100mol/L.
Exemplos de Curvas para titulações de Ácido 
fraco com Base Forte.
Curva de titulação de ácido acético 
com hidróxido de sódio: A: 0,1 mol/L 
de ácido com 0,1 mol/L de base. B: 
0,0010 mol/L de ácido com 0.0010 
mol/L de base
Efeito da força do ácido sobre as curvas de 
titulação. Cada curva representa a titulação 
de 50 mL de ácido 0,1 mol/L com NaOH 
0,1 mol/L.
Ácidos e Bases Polifuncionais
Fornecem na titulação múltiplos pontos finais.
Exemplo : Ácido fosfórico
Exemplo de curva típica para um ácido diprótico
Titulação de 20 mL de um ácido
diprótico H2A 0,1 mol/L com
NaOH 0,1 mol/L. O método
para o cálculo do pH está
mostrado para alguns pontos e
regiões na curva de titulação