Titulação ácido–base e curva de titulação
QuímicaÁcidos, bases e titulaçãoIdades 17–18Laboratório virtual
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Adicione solução de NaOH gota a gota, da bureta, ao ácido no erlenmeyer. O gráfico de pH × volume se atualiza a cada gota e mostra o salto brusco de pH no ponto de equivalência. Troque o ácido forte/fraco, as concentrações e o indicador para entender por que a titulação de um ácido fraco exige fenolftaleína e não alaranjado de metila. Uma visão de laboratório com sonda de pH acrescenta uma base fraca (NH₃ com HCl), um ácido fraco com uma base fraca e os polipróticos H₃PO₄, ácido cítrico e Na₂CO₃: calibre a sonda com tampões, registre uma tabela de resultados, encontre os pontos finais por ΔpH/ΔV e leia o pKa na meia-equivalência. Uma prática com padrão primário prepara ácido oxálico ou carbonato de sódio num balão volumétrico de 250 mL e titula NaOH ou HCl até volumes concordantes para achar a molaridade e a concentração em g/L.
Aula: Prática de titulação ácido–base
O que mostra
Numa titulação ácido–base, uma solução é adicionada da bureta até o ponto de equivalência, em que ácido e base reagiram na proporção exata. O gráfico de pH contra o volume mostra ali um salto brusco. Ácido forte com base forte salta em torno de pH 7; um ácido fraco dá uma região tampão, onde pH = pKa na meia-equivalência, e um ponto de equivalência básico. Ácidos polipróticos podem dar vários saltos, e um indicador adequado muda de cor dentro do salto. Um padrão primário, como o ácido oxálico ou o carbonato de sódio anidro, é pesado e levado a um volume conhecido para achar a concentração exata de outra solução.
Como usar
Em Titulação clássica, escolha o Ácido e o Indicador, adicione NaOH com +1 mL e +1 gota e observe onde a cor muda. Prática com sonda traz mais sistemas: calibre a sonda com tampões, clique em Registrar após cada adição e ache o ponto final por ΔpH/ΔV. Em Padrão primário, ajuste a Massa pesada, clique em Transferir e dissolver, complete até o traço, clique em Tampar e homogeneizar e use Nova titulação e Registrar até dois volumes concordarem; depois clique em Verificar.
Parâmetros que você pode mudar
- Ácido titulado HCl (ácido forte), CH₃COOH (ácido fraco, Ka = 1,8×10⁻⁵)
- Concentração da solução no erlenmeyer 0,01–0,5 M
- Volume da solução no erlenmeyer 5–50 mL
- Concentração da solução na bureta 0,01–0,5 M
- Indicador Fenolftaleína (8,2–10), Alaranjado de metila (3,1–4,4), Vermelho de metila (4,4–6,2), Azul de bromotimol (6,0–7,6), Timolftaleína (9,3–10,5)
- Visão Titulação clássica (HCl ou CH₃COOH com NaOH), Laboratório com sonda de pH (mais sistemas, tabela de resultados), Prática com padrão primário (preparar uma solução padrão, volumes concordantes)
- Sistema de titulação (visão de laboratório) HCl + NaOH (ácido forte, base forte), CH₃COOH + NaOH (ácido fraco, base forte), NH₃ + HCl (base fraca, ácido forte), CH₃COOH + NH₃ (ácido fraco, base fraca), H₃PO₄ + NaOH (ácido triprótico), Ácido cítrico + NaOH (ácido triprótico), Na₂CO₃ + HCl (dois pontos de equivalência)
- Padrão primário (prática com padrão primário) Ácido oxálico di-hidratado, titulado com NaOH, Carbonato de sódio anidro, titulado com HCl
- Massa de padrão primário pesada 0,2–5 g
Perguntas para explorar
- Por que o pH no ponto de equivalência é maior que 7 na titulação de CH₃COOH com NaOH?
- Por que o alaranjado de metila muda de cor cedo demais na titulação de CH₃COOH?
- Por que o vermelho de metila é melhor indicador que a fenolftaleína na titulação de NH₃ com HCl?
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre ponto de equivalência e ponto final de uma titulação?
O ponto de equivalência é aquele em que ácido e base reagiram na proporção exata, enquanto o ponto final é onde a mudança é observada, em geral a viragem do indicador. Um bom indicador muda de cor dentro do salto de pH, e assim os dois pontos quase coincidem. Com uma sonda de pH, o ponto final fica onde ΔpH/ΔV é máximo.
Por que o pH é igual ao pKa na meia-equivalência?
Na meia-equivalência, metade do ácido fraco foi convertida em sua base conjugada, portanto [HA] = [A⁻]. A equação de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), se reduz então a pH = pKa, pois log 1 = 0. Para o CH₃COOH, com Ka = 1,8×10⁻⁵, o pH nesse ponto é de aproximadamente 4,74.
Por que o NaOH não pode ser usado como padrão primário?
O NaOH sólido não serve como padrão primário porque absorve água e CO₂ do ar, e assim a massa pesada não corresponde a uma quantidade exata de NaOH. Um padrão primário precisa ser puro, estável e fácil de pesar, como o ácido oxálico di-hidratado ou o carbonato de sódio anidro. Por isso, soluções de NaOH são padronizadas por titulação com um deles.
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