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Volumetria Ácido-base

H 3 O+^ + OH-^ 2H 2 O

ou

H+^ +OH-^ H 2 O

Profa. Lilian Lúcia Rocha e Silva

[ ]

[ 3 ][ ]

HIn

H O In

Ka

 

+ H 2 O In- 

Cor ácida (^) Cor básica

HIn + H 3 O+

INDICADOR ÁCIDO-BASE

São ácidos ou bases orgânicas fracas que sofrem dissociação ou associação

dependendo do pH. O deslocamento do equilíbrio provoca a mudança de

coloração.

  2 [ ]

[ ] [ 3 ^ ] (^)  In

HIn Reorganizando a equação (1) temos: H^ O Ka

Para que a mudança de cor seja visualmente perceptível, a razão [HIn]/[In-] deve ser maior que 10 ou menor que 0,.

Portanto, o indicador exibe sua cor ácida quando: 10 [ ]

[ ]   In

HIn

0 , 1 [ ]

[ ]   In

HIn E sua cor básica quando:

Tabela 1- Exemplos de alguns indicadores ácido-base com seus respectivos

intervalos de viragem

Indicador Intervalo de viragem em unidades de pH

Mudança de cor de ácido para base

Alaranjado de metila 3,1 a 4,4 Vermelho para alaranjado

Verde de bromocresol 3,8 a 5,4 Amarelo para azul

Vermelho de metila 4,2 a 6,3 Vermelho para amarelo

Azul de bromotimol 6,2 a 7,6 Amarelo para azul

Vermelho de fenol 6,8 a 8,4 Amarelo para vermelho

Fenolftaleína 8,3 a 10,0 Incolor para vermelho

Timolftaleína 9,3 a 10,5 Incolor para azul

INDICADORES ÁCIDO-BASE

INDICADORES ÁCIDO-BASE

 Em uma solução de pH 4,0:

In- HIn

H 3 O+

KIn = 1 x 10

1 x 10-^

= 1 x 10

• ou 1 100

 Numa solução de pH 4,0 a concentração de HIn é 100 vezes maior que a de In-.

 Em uma solução de pH 5,0:

Se o pH for 5,0 a relação entre In-^ e HIn é

In- HIn

H 3 O+

KIn = 1 x 10

1 x 10-^

= 1 x 10

• ou 1 10

E a concentração da forma In-^ começa a aumentar.

A solução ainda parece amarela, mas talvez com uma tonalidade alaranjada.

INDICADORES ÁCIDO-BASE

 Em uma solução de pH 6,0:

In-

HIn

= H 3 O+

KIn

1 x 10- 1 x 10-^

=^1

Concentrações iguais de HIn e In-^ darão à solução uma coloração alaranjada.

Como diferentes indicadores têm diferentes valores de KIn, o intervalo de pH, no qual há variação da coloração, muda de um indicador para outro.

A ESCOLHA DO INDICADOR

●Uma das causas de erro no uso dos indicadores é o fato de a viragem dos

mesmos ser gradual e se dar em um certo intervalo de pH.

●Quanto mais a curva de titulação se afastar da perpendicularidade ao

redor do ponto de equivalência, mais gradual será a mudança de cor do

indicador.

Nestes casos, mesmo que se use o indicador adequado, aparece um erro indeterminado devido à dificuldade em se decidir quando exatamente a viragem ocorre.

● Outra causa de erro é devido ao fato de a mudança de cor do indicador

ocorrer em um pH diferente do pH do ponto de equivalência.

Fazendo com que o volume do titulante no ponto final seja diferente do volume do titulante no ponto de equivalência da titulação.

Erro da titulação = VPF – VPE/VPE

VPF = volume do titulante no ponto final e VPE = volume do titulante no ponto de equivalência

A ESCOLHA DO INDICADOR

Quando se observa num mesmo gráfico a curva de titulação e o intervalo de viragem de um dado indicador, é possível decidir se o mesmo é ou não adequado para essa titulação. ●Alaranjado de Metila: 45 a 49/49,5mL – viragem muito gradual; ●No limite superior de pH de viragem (49 a 49,5mL): Erro de titulação de -2% a -1%. Vermelho de metila: viragem do indicador deve ser bem abrupta – grande declividade da curva de titulação no intervalo de pH de viragem do indicador. Viragem em pH 4,0 e vol. Titulante 49,90mL: E. Tit. é -2 partes por mil. Viragem em pH 5,0 e vol. Titulante 49,99mL: E. Titul. É 0,2 partes por mil.

A ESCOLHA DO INDICADOR

CÁLCULO DO ERRO DE TITULAÇÃO

Considere-se o seguinte problema:

Um volume de 50,00mL de HCl 0,100molL-1^ é titulado com NaOH 0,100molL-

e uma solução de vermelho de metila é usada como indicador. Calcular o erro

de titulação admitindo-se pH = 5,00 no ponto final. (Z. V.: 4,2 a 6,3)

Para resolver este problema é necessário calcular o volume de titulante no

ponto final da titulação.

Como neste caso o ponto final ocorre antes do ponto de equivalência:

Fazendo-se a aproximação: Va + VF  100,00mL VPF = 49,99mL

Erro da titulação = 49,99 – 50,00/50,00 x 100 = - 0,02%

TITULAÇÃO DE ÁCIDOS FRACOS COM BASES FORTES

Embora não se tenha calculado o erro de titulação, é fácil perceber por estes gráficos que indicadores cujos intervalos de viragem estão na região ácida (alaranjado de metila e vermelho de metila) não devem ser utilizados na titulação de ácidos fracos com bases fortes, enquanto que a fenolftaleína mostra-se adequada para esta titulação.

TITULAÇÃO DE BASES FRACAS COM ÁCIDOS FORTES

●Indicadores com intervalo de pH de viragem na região alcalina, tal como a fenolftaleína, são adequadas para a titulação de uma base forte, mas não o são para uma titulação de NH 3 com solução de HCl.

●Indicadores com intervalo de viragem na região ácida (vermelho de metila ou alaranjado de metila) seriam adequados para esta titulação.