Buscar

Titulação Condutométrica

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Rio de Janeiro 
IQF367 Físico-Química Experimental - EQ/EQD-2 
Professor: Carlos Bielschowsky 
Aluna: Mylena Capareli do Nascimento Craveiro 
 
→ Relatório da Prática 4 – Titulação Condutométrica: 
 
Introdução 
 A condutometria é um método de análise que se fundamenta na medida da 
condutividade elétrica (condutância) de uma solução eletrolítica, ou seja, se baseia nos 
fenômenos que ocorrem no seio da solução iônica. A condução da eletricidade através das 
soluções iônicas ocorre devido à migração de íons, durante a aplicação de um potencial de 
corrente alternada [1]. 
 Sob a influência de um campo elétrico aplicado, os íons em uma solução são quase 
instantaneamente acelerados em direção ao eletrodo polarizado com carga oposta a do íon. A 
velocidade de migração dos íons se relaciona linearmente com a força eletromotriz (fem) 
aplicada, mas é limitada pela resistência imposta pelo fluído ao movimento das partículas. As 
soluções de eletrólitos obedecem a 1ª lei de Ohm, isto é, E = Ri (ou V = Ri) [1]. 
 A mobilidade dos íons é governada por 4 forças [2]: 
1) Força elétrica → produto entre o potencial do eletrodo e a carga do íon. Tende mover os íons 
em uma direção específica. Aumentando-se o campo elétrico, o íon é atraído para o eletrodo de 
carga oposta quanto maior for o campo; 
2) Força friccional → força específica de cada íon. Para se movimentar o íon deve romper a 
barreira do solvente que serve para impedir o progresso do íon em direção ao polo carregado 
com sinal oposto a este. A magnitude desta força de retardamento é difícil de calcular, mas pode 
ser estimada pela lei de Stoke; 
3) Efeito eletroforético → íons em solução não estão livres, estão rodeados pela camada de 
solvente. O efeito eletroforético é o movimento de íons de carga oposta que rodeiam os íons de 
interesse. Esses íons estão solvatados e carregam partículas do solvente que retardam o 
movimento. A camada de solvatação tende a se movimentar em sentido oposto ao íon central; 
4) Efeito de relaxação → o movimento do íon é desacelerado devido à presença de cargas com 
sinal oposto que se encontra no caminho da partícula em movimento. E o movimento dos íons 
dependem de: a) Carga e tamanho dos íons ; b) Viscosidade microscópica do meio; c) Magnitude 
do gradiente de potencial. 
 
 A condutividade elétrica de uma substância ou solução é definida como a capacidade 
dessa em conduzir corrente elétrica. A condutância específica (λ) ou condutividade da solução 
de um eletrólito é função da concentração deste. Para um eletrólito forte, λ aumenta muito com 
carle
Lápis
carle
Lápis
o aumento da concentração. Já para um eletrólito fraco, λ aumenta muito gradualmente com o 
aumento da concentração [2]. 
 Em concentrações muito baixas, mesmo um eletrólito fraco encontra-se praticamente 
todo dissociado. Assim, a pequena diferença entre a condutividade da solução do eletrólito forte 
e da solução do eletrólito fraco é devida às contribuições individuais de cada íon, cátion e ânion 
[1]. 
 A grande mobilidade do próton e da hidroxila frente aos outros íons é devido a existência 
de um mecanismo especial de condução, havendo a formação de pontes de H ou OH permitindo 
que o solvente auxilie no processo de condução [1]. 
 A condutividade aumenta com a concentração, porém em altas concentrações do 
eletrólito a condutividade começa a decrescer devido às interações iônicas [1]. 
 Na condição de diluição infinita, qualquer eletrólito se encontra completamente 
dissociado e as forças de interação entre os íons deixam de existir, de modo que os íons atuam 
independentemente uns dos outros e cada um contribui com a sua parte para a condutância 
total. Quanto maior a condutância equivalente iônica em diluição infinita da espécie iônica, 
maior será sua contribuição para a condutância iônica total da solução. A condutância 
equivalente em diluição infinita de um eletrólito é a soma das contribuições de suas espécies 
iônicas [2]. 
 A condutância das soluções eletrolíticas pode ser determinada por medida direta ou 
indireta (titulação) [2]. 
 Quando se aplica uma força eletromotriz (fem) entre dois eletrodos imersos em uma 
solução iônica, a condução da corrente envolve a migração de íons através da solução, mas o 
mecanismo de condução de corrente difere conforme utiliza-se a corrente direta (processo 
faradaico) ou corrente alternada (processo não faradaico) [2]. 
 Na corrente direta, há migração dos íons (cátions) ao eletrodo negativo e íons (ânions) 
ao eletrodo positivo. Ocorre a oxidação no anodo e redução no catodo. Os elétrons fluem pelo 
circuito externo. Há alteração da solução e reação química com consumo do analito [2]. 
 Na corrente alternada, cátions e ânions conduzem, alternadamente, a corrente através 
da solução. Ocorre a minimização de processos eletrodo-solução. Não há reação, o consumo do 
analito é desprezível [2]. 
 Dessa forma, a condutometria direta se baseia na medida da condutância elétrica de 
soluções iônicas e a condutância é a medida da corrente resultante da aplicação de uma força 
eletromotriz (fem) entre dois eletrodos. A condutância é, portanto, diretamente proporcional 
ao número de íons em solução. Essa condutometria, entretanto, tem aplicação muito limitada 
devido à falta de especificidade da medida de condutância [2]. 
 Já a condutometria indireta (ou titulação condutométrica), consiste em acompanhar a 
variação da condutância no curso da titulação (neutralização, precipitação ou complexação). 
Nela, a falta de especificidade dos métodos condutimétricos não apresenta problema, pois não 
é necessário o conhecimento exato da condutância a cada ponto, mas sim que a variação da 
mesma dependa apenas da reação principal. O valor absoluto da condutividade não tem 
carle
Lápis
importância alguma. O ponto final é assinalado por uma descontinuidade na curva de 
condutância versus volume de titulante [2]. Esse tipo de condutometria tem amplo campo de 
aplicação e é o que será abordado nesse relatório. 
 No experimento desse relatório, realizou-se duas titulações de neutralização ácido-
base. A base utilizada foi uma base forte (NaOH), na qual, na primeira titulação, foi utilizado 
como titulante um ácido forte (HCl) e, na segunda, um ácido fraco (ácido acético = HAc). Além 
disso, acompanhou-se as variações da condutância da solução para determinar o ponto de 
equivalência e a normalidade da base utilizada em ambas titulações [3]. 
 Na titulação de uma base forte por um ácido forte, a dependência da condutância da 
solução (ou de uma grandeza que lhe seja proporcional) com o volume do ácido (V), adicionado 
à base, é esquematizada conforme a Figura 1 abaixo [3]. 
 
Figura 1. Esquema da dependência da condutância com volume de ácido forte adicionado à 
base forte. (fonte: material disponibilizado no AVA) 
 
 A parte descendente é linear e representa a variação da condutância quando há excesso 
de base. Já a parte ascendente, que também é linear, mostra a variação da condutância quando 
há excesso de ácido. A interseção das duas retas ocorre no ponto de equivalência (Ve). É 
possível, portanto, determinar este ponto pela medição da condutância das soluções nos 
pontos, seguida da extrapolação conveniente das retas da titulação [3]. 
 Na titulação de uma base forte por um ácido fraco, o gráfico da titulação tem o aspecto 
da Figura 2: 
 
Figura 2. Esquema da dependência da condutância com volume de ácido fraco adicionado à 
base forte. (fonte: material disponibilizado no AVA) 
 
carle
Lápis
 Quando se ultrapassa o ponto de equivalência, o excesso de ácido, em presença do sal 
formado na titulação, tampona a solução e a condutância se mantém praticamente constante, 
entre grandes limites. Nas vizinhanças do ponto de equivalência, a condutância não varia 
linearmente com o volume V, mas uma extrapolação idêntica à do caso anterior possibilita a 
determinação de Ve [3].A titulação condutomética pode ser utilizada para diversas aplicações. Destaco aqui, por 
exemplo, a determinação de ácido acetilsalicílico (AAS) em formulações farmacêuticas 
utilizando titulação condutométrica. 
 O AAS, também chamado de aspirina, pertence ao grupo dos anti-inflamatórios não 
esteroides (AINES). Dependendo da dose usada, seus efeitos são completamente diferentes. A 
partir da dose 500 mg, o AAS exerce seus efeitos anti-inflamatório, antipirético (contra febre) e 
analgésicos (contra a dor). Quando usado em doses mais baixas, 100 mg ou 200 mg, o AAS 
apresenta apenas um efeito de inibir a ação das plaquetas do sangue, tornando o processo inicial 
da coagulação mais difícil de ocorrer. Esse é o efeito conhecido popularmente por “afinar o 
sangue” [4]. 
 O AAS se liga às plaquetas de modo irreversível. Isto significa que aquelas plaquetas que 
sofreram ação da aspirina, não conseguirão nunca mais participar da coagulação. Portanto, o 
efeito antiagregante do AAS dura o tempo de vida das plaquetas que é de 5 a 10 dias, ou seja, o 
AAS tomado hoje fará efeito durante pelo menos 5 a 7 dias. Esta informação é importante para 
cirurgias, extração dentária ou qualquer outro evento potencialmente hemorrágico, quando 
uma perfeita coagulação é necessária para a segurança do procedimento [4]. 
 O AAS apresenta como efeito colateral uma maior incidência de gastrites, úlceras 
gástricas e duodenais, e consequentemente, hemorragia digestiva. Quanto maior é a dose do 
AAS, maior é o risco de lesão gástrica: Todavia, mesmo doses baixas, como 80 mg, apresentam 
risco. Ele, assim como qualquer outro anti-inflamatório, deve ser evitado em pacientes com 
insuficiência renal crônica. Quanto maior for a dose, maior o será o risco de piora da função 
renal, por isso a importância de se atentar na concentração de AAS em um determinado 
medicamento [4]. 
 A técnica de titulação condutométrica, nesse caso, se mostra viável e eficiente no 
controle de qualidade de produtos farmacêuticos. 
 
 
Materiais e Métodos 
 Os procedimentos experimentais a seguir estão descritos conforme o roteiro 
disponibilizado na plataforma AVA.[3] 
1) Colocar em um bécher de 500mL, 10mL da solução alcalina (NaOH), medindo o volume com 
uma pipeta; 
2) Adicionar cerca de 400mL de água destilada, medidos em proveta, para completar o volume; 
https://www.mdsaude.com/gastroenterologia/gastrite-ulcera/
https://www.mdsaude.com/gastroenterologia/gastrite-ulcera/
https://www.mdsaude.com/gastroenterologia/sangue-nas-fezes/
carle
Lápis
3) Colocar o ácido forte (HCl 0,1N) em uma bureta; 
4) Fazer a imersão da célula de condutividade na solução e medir a sua condutância em uma 
ponte de condutividade (ver as instruções para o manejo do ponto ao instrumento); 
5) Adicionar 1mL de ácido à solução → homogeneizar → medir novamente a condutância; 
6) Continuar a adição do ácido de 1 em 1 mL até atingir e ultrapassar o volume correspondente 
ao ponto de equivalência, ou seja, até que a condutância cresça sensivelmente; 
7) Repetir a experiência, titulando a mesma quantidade de solução alcalina com ácido fraco (HAc 
0,1N); 
8) Ao terminar, desligar o circuito de medida e deixar o material utilizado limpo e em ordem 
sobre a mesa. 
 
 
Resultados e Discussão 
1. Titulação de base forte com ácido forte: 
 Foi medida a condutância de uma solução de NaOH (com concentração desconhecida), 
para cada ml de HCl (0,1N) adicionado. O volume máximo de ácido adicionado foi 15 mL, pois 
nesse volume, tinham pontos suficientes para realizar o ajuste linear com os dados crescentes 
de condutância (a partir de 10 mL de titulante adicionado). Os resultados obtidos podem ser 
encontrados na Tabela 1 abaixo. 
 
Tabela 1. Condutância de uma solução NaOH a cada mL de HCl adicionado 
V (mL) HCl λ(µS/cm) HCl λ(µS/cm) HCl 
0 640,3 
1 608,2 
2 571,4 
3 535,4 
4 500,3 
5 468 
6 432,5 
7 397,8 
8 368,4 
9 343,2 
10 345,1 
11 449 
12 558,1 
13 678,4 
14 789,7 
15 911 
 
carle
Lápis
 Com os dados da Tabela 1, foi feito um gráfico com ajuste linear para analisar o valor da 
condutância da solução à medida em que ia adicionando o titulante. 
 
Gráfico 1. Condutância em relação ao volume de titulante HCl adicionado 
 
 
ꟷ Volume de equivalência do HCl: 
 Após realizar o ajuste linear do Gráfico 1, é possível verificar que os valores de 
condutância e de volume de titulante adicionado se relacionam de acordo com as seguintes 
equações: 
y1 = -33,706x + 638,23, quando tiver excesso de base na solução; 
ou 
y2 = 113,48x – 796,65, quando tiver excesso de ácido na solução; 
 
 A partir do gráfico acima, pode-se perceber que o ponto de equivalência dessa titulação 
é o ponto em que as duas retas do ajuste linear se interceptam. Esse ponto pode ser encontrado 
igualando as duas equações da reta, tendo como variável apenas o x, que representa o volume 
de HCl adicionado. 
 Igualando as duas equações da reta, temos que: 
y1 = y2 
-33,706x + 638,23 = 113,48x – 796,65 
147,186x = 1434,88 
x = 9,75mL HCl 
 
y = -33,706x + 638,23
R² = 0,9986
y = 113,48x - 796,65
R² = 0,9994
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 2 4 6 8 10 12 14 16
C
o
n
d
u
tâ
n
ci
a 
λ
(µ
S
/c
m
)
Volume de HCl adicionado (mL)
carle
Lápis
carle
Lápis
ꟷ Normalidade da solução de NaOH: 
 Sabendo o volume de titulante adicionado no ponto de equivalência, é possível 
determinar a normalidade da solução básica, visto que, no início do experimento, o volume da 
solução básica utilizada e a normalidade do HCl eram conhecidos. 
 A reação de neutralização nessa titulação segue a seguinte estequiometria: 
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) 
 
 Ou seja, a proporção de H+ e OH- é de 1:1. Dessa forma, podemos utilizar a seguinte 
relação: 
NNaOH . VNaOH = NHCl . VHCl 
NNaOH . 10 (mL) = 0,1(N) .9,75 (mL) 
NNaOH . = 0,0975 N 
 
 
2. Titulação de base forte com ácido fraco: 
 Posteriormente, foi realizado o mesmo procedimento, porém utilizando como titulante 
o HAc (0,1N). O volume final adicionado foi 15 ml, pois nesse volume o valor da condutância já 
se apresentava constante (a partir de 10 mL), característica da titulação de base forte com um 
ácido fraco. Os resultados obtidos podem ser encontrados na Tabela 2 a seguir: 
 
Tabela 2. Condutância de uma solução NaOH a cada mL de HAc adicionado 
V(mL) HAc λ(µS/cm) HAc λ(µS/cm) HAc 
0 620,8 
1 570,5 
2 525 
3 483,1 
4 435 
5 395,2 
6 354,8 
7 315,4 
8 275 
9 246,8 
10 244,5 
11 243 
12 242,3 
13 242,3 
14 242,3 
15 242,3 
carle
Lápis
 Com os dados da Tabela 2, foi feito um gráfico com ajuste linear para analisar o valor da 
condutância da solução à medida em que ia adicionando o titulante. 
 
Gráfico 2. Condutância em relação ao volume de titulante HAc adicionado 
 
 
ꟷ Volume de equivalência do HAc: 
 
 Da mesma forma, após realizar o ajuste linear do Gráfico 2, é possível verificar que os 
valores de condutância e de volume de titulante adicionado se relacionam de acordo com as 
seguintes equações: 
y1 = -41,862x + 610,54, quando tiver excesso de base na solução; 
e 
y2 = -0,3743x + 247,46, quando tiver excesso de ácido na solução; 
 Igualando essas equações, também é possível determinar o volume correspondente ao 
ponto de equivalência. 
y1 = y2 
-41,862x + 610,54 = -0,3743x + 247,46 
41,4877x = 363,08 
x = 8,75mL HAc 
 
 
 
 
y = -41,862x + 610,54
R² = 0,9972
y = -0,3743x + 247,46
R² = 0,6241
0
100
200
300
400
500
600
700
0 2 4 6 8 10 12 14 16
C
o
n
d
u
tâ
n
ci
a 
λ
(µ
S/
cm
)
Volume de HAc adicionado (mL)
carle
Lápis
carle
Lápis
ꟷ Normalidade da solução de NaOH: 
 Sabendo o volume de titulante adicionado no ponto de equivalência, é possível 
determinar a normalidade da solução básica, visto que, no início do experimento, o volume da 
solução básica utilizada e a normalidade do HAc eram conhecidos. 
 A reação deneutralização nessa titulação segue a seguinte estequiometria: 
HAc(aq) + NaOH(aq) → NaAc(aq) + H2O(l) 
 
 Ou seja, a proporção de H+ e OH- é 1:1. Assim, podemos utilizar a seguinte relação: 
NNaOH . VNaOH = NHAc . VHAc 
NNaOH . 10 (mL) = 0,1(N) .8,75 (mL) 
NNaOH . = 0,0875 N 
 
 
Conclusão 
 A partir desse experimento, conclui-se que é possível obter os gráficos de cada uma das 
titulações condutométricas e determinar o volume de titulante no ponto de equivalência. Além 
disso, foi possível também determinar as concentrações da base titulada com cada ácido 
titulante. 
 Na titulação de base forte com ácido forte, foi determinado o volume de HCl no ponto 
de equivalência igual a 9,75mL, na qual a normalidade calculada da base é de 0,0975 N. Já na 
titulação da base forte com ácido fraco, foi determinado o volume de HAc no ponto de 
equivalência igual a 8,75mL, com normalidade da base de 0,0875 N. 
 Os gráficos obtidos estão de acordo com os modelos descritos na literatura, nos quais, 
quando usado um ácido fraco como titulante, o gráfico é composto por uma reta descendente 
e uma ascendente. Já, quando utilizado ácido fraco, é composto por uma reta descendente e 
uma reta constante. 
 Essas concentrações encontradas estão de acordo com o esperado, pois segundo a 
literatura essas titulações ocorrem na proporção 1:1 e seguem a seguinte equação: 
Nbase . Vbase = Nácido . Vácido. Portanto, esse tipo de titulação foi eficiente para determinar os 
pontos de equivalência e seus respectivos volumes, para, assim, determinar as concentrações. 
 Dentre as potenciais vantagens da titulação condutométrica quando comparada à 
titulação clássica, destacam-se seguintes pontos [1]: 
• Pode ser utilizada em soluções turvas, opacas ou coloridas; 
• A titulação de ácidos fracos com bases fracas tem resultados melhores nessa técnica do que 
na ponciométrica; 
carle
Lápis
• O ponto final é muito próximo do ponto de equivalência, ou seja, há maior exatidão na 
determinação do PE; 
• Aplicável para soluções muito diluídas; 
• Permite automação e até miniaturização; 
• Aproveita certas reações para as quais a técnica convencional é impraticável por falta de 
indicadores; 
• Não requer calibração da célula condutométrica, em relação à condutometria direta. 
 
 E quanto às desvantagens com relação à titulação clássica [1]: 
• Requer um tempo maior na análise; 
• Requer equipamento especial (condutivímetro e células) e, consequentemente, energia 
elétrica; 
• Maior custo da análise (questionável); 
• Não dá bons resultados se a matriz apresentar uma alta condutividade de fundo invariante. 
 
 
Referências 
[1] Condutometria. USP. Disponível em: 
< https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5005550/mod_resource/content/1/aula%203-
Condutometria.pdf>. 
[2] Condutometria. Eletroquímica UFJF. Disponível em: 
< https://www.ufjf.br/nupis/files/2016/08/Condutometria3.pdf>. 
[3] Roteiro da prática experimental disponível no AVA. 
[4] Efeitos da aspirina (ácido acetilsalicílico). MD.Saúde. Disponível em: 
< https://www.mdsaude.com/bulas/acido-acetilsalicilico/>. 
carle
Lápis

Outros materiais