UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Química
Química Analítica Clássica
Volumetria de Neutralização
Profa. Kátia Messias Bichinho
2010/2
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Química
Química Analítica Clássica
Conteúdo
1. Volumetria de neutralização
2. Definição de indicadores ácido/base
3. Ação dos indicadores ácido/base
4. Tipos de indicadores ácido/base
5. Curvas de titulação ácido/base
6. Aplicações e Cálculos
Química Analítica Clássica
Volumetria de Neutralização
São métodos de análise química
clássica amplamente empregados para
determinar quantidades de ácidos e de
bases.
Química Analítica Clássica
Volumetria de Neutralização
Exemplo
Triglicerídeos
lipase
monoglicerídeo + 2 ácido graxo
A quantidade de ácido graxo formada devido à
ação da enzima lipase é titulado com solução padrão de
NaOH, usando indicador fenolftaleína.
Observação: o analito pode ser originalmente um
ácido ou uma base ou pode ser um composto que possa
ser convertido em ácido ou base.
Química Analítica Clássica
Indicadores ácido/base
Definição
Um indicador ácido/base é um ácido
orgânico fraco ou uma base orgânica fraca, cuja
forma não dissociada possui cor diferente
daquela exibida por sua base conjugada ou seu
ácido conjugado.
Química Analítica Clássica
Indicadores ácido/base
Exemplo: indicador tipo ácido orgânico fraco
Hind + H20  H30+ + IndCor ácida
Cor básica
Forma não
Forma dissociada
dissociada
Base conjugada
Ka = [H30+] [Ind-]
[Hind]
[H30+] = Ka [Hind]
[Ind-]
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Indicadores ácido/base
Exemplo: indicador tipo base orgânica fraca
In + H20  InH+ + OHCor básica
Cor ácida
Forma não
Forma dissociada
dissociada
Ácido conjugado
Química Analítica Clássica
Indicadores ácido/base
A característica de um indicador ácido/base
é que exibe coloração diferenciada em função do
pH da solução.
Podem ser tanto substâncias naturais como
sintéticas.
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Indicadores ácido/base
Fenolftaleína
Teoria de Ostwald: mudança de cor de um indicador
deve-se modifcações estruturais, que incluem formas
ressonantes.
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Indicadores ácido/base
Faixa de pH onde ocorre a mudança de cor
O olho humano não é muito sensível a
diferenças de cor provocadas pela ação dos
indicadores ácido/base quando:
0,1 > [Hind] > 10
[Ind-]
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Indicadores ácido/base
Faixa de pH onde ocorre a mudança de cor
[H30+] = Ka [Hind]
[Ind-]
[H30+] = 10 Ka (máximo) ou
[H30+] = 0,1 Ka (mínimo)
Química Analítica Clássica
Indicadores ácido/base
Faixa de pH onde ocorre a mudança de cor
[H30+] = 10 Ka (máximo)
pH (cor ácida) = - log 10 Ka = - log 10 – log Ka
pH (cor ácida) = pKa - 1
pH (cor básica) = - log 0,1Ka = - log 0,1 – log Ka
pH (cor básica) = pKa + 1
Faixa de pH de um indicador é igual a pKa  1
Exemplo: indicador com Ka = 1 x 10-5, pKa = 5
Faixa de mudança de cor estará entre pH 4 e 6.
Química Analítica Clássica
Química Analítica Clássica
Química Analítica Clássica
Tipos de indicadores ácido/base
1. Indicadores
Metilorange: dissolver 0,5 g de asl em um litro de
água e acidificar a solução.
Vermelho de metila: dissolver 1g do ácido em 600
mL de etanol e completar o volume com água
para 1L.
Química Analítica Clássica
Tipos de indicadores ácido/base
2. Indicadores mistos
Em alguns casos é desejável observar uma
mudança de cor em um intervalo mais estreito de
pH (menor do que duas unidades de pH), o que
não é possível com um indicador comum. Então, é
possível misturar dois indicadores.
Fenolftaleína e 1-naftolftaleína: altera a cor de
rosa-pálido para violeta em pH 8,9. é utilizado
para titular o ácido fosfórico até o estágio
diprótico, reação que tem ponto de equivalência
em pH = 8,7.
Química Analítica Clássica
Tipos de indicadores ácido/base
3. Indicadores universais
É feita a mistura de indicadores a fim de
permitir a observação de alteração de cor numa
ampla faixa de pH.
Indicadores universais não são apropriados
para análise química quantitativa, mas podem ser
utilizados para acompanhar o andamento de uma
reação química.
Química Analítica Clássica
Tipos de indicadores ácido/base
4. Indicadores para titulações não-aquosas
São poucos os indicadores disponíveis para
titulações não aquosas.
Cristal violeta, vermelho de metila, 1-naftol
benzeína, azul de Oracet B, vermelho de quinaldina e
azul de timol.
Recurso
viável:
potenciométrica.
utilizar
a
titulação
Curvas de Titulação
• Titulação de um ácido forte por uma base forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de um ácido forte por uma base forte
Efeito da
concentração
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Curvas de Titulação
• Titulação de um ácido fraco por uma base forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de um ácido fraco por uma base forte
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Indicadores ácido-base
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Curvas de Titulação
• Titulação de ácidos fracos por uma base forte
Efeito da força
do ácido
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Curvas de Titulação
• Titulação de uma base fraca por um ácido forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de uma base fraca por um ácido forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de uma base fraca por um ácido forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de ácido diprótico fraco por base forte
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Curvas de Titulação
• Titulação de um ácido poliprótico com base forte
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Aplicações e cálculos
• Preparação de soluções
Exercícios Skoog 8ª edição
16.8 Como você prepararia 2L de:
a) KOH 0,15 mol L-1 a partir do reagente sólido.
R. É necessário dissolver 16,8 g de KOH em 2L de água destilada.
b) Ba(OH)2.8H2O 0,015 mol L-1 a partir do reagente sólido.
R. É necessário dissolver 9,46g de Ba(OH)2.8H2O
c) HCl 0,200 mol L-1
R. É medir 119,7 mL do reagente, diluir em água destilada e depois
completar o volume para 2L.
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Aplicações e cálculos
• Padronização de ácidos fortes
Carbonato de Sódio
Os ácidos são frequentemente padronizados contra
quantidades conhecidas de carbonato de sódio, medidas em
balança analítica.
O carbonato de sódio ocorre naturalmente em grandes
depósitos de Na2CO3. 10H2O ou Na2CO3. NaHCO3 . 2H2O.
Esses minerais encontram largo uso tanto na indústria de
vidros como em muitas outras.
O carbonato de sódio de grau padrão primário é
manufaturado pela purificação extensiva desses minerais.
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Aplicações e cálculos
• Padronização de ácidos fortes
Carbonato de Sódio
Dois pontos finais são
obtidos na titulação do carbonato
de sódio. O primeiro corresponde à
conversão do carbonato para
hidrogênio carbonato, que ocorre
aproximadamente
em a pH 8,3; o segundo,
envolvendo a formação de dióxido
de carbono, é observado ao redor
do pH 3,8.
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Aplicações e cálculos
• Titulação de ácido fraco com base forte
Exercícios Skoog 8ª edição
16.19 Uma amostra de 50,00 mL de um vinho de mesa
branco requer 21,48 mL de uma solução de NaOH
0,037776 mol L-1 para atingir o ponto final da titulação
com fenolftaleína. Expressar a acidez do vinho em termos
de gramas de ácido tartárico por 100 mL. (H2C4H4O6,
150,09 g/mol).
R. 0,1217 g ácido tartárico/100 mL
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Aplicações e cálculos
• Titulação de tetraborato de sódio com HCl.
Exercícios Skoog 8ª edição
16.21 A titulação de uma amostra de 0,7439 g de Na2B4O7
impuro requer 31,64 mL de uma solução HCl 0,1081 mL.
Expressar o resultado dessa análise em termos de
percentagem de:
a) Na2B4O7 R. 46,2 % em Na2B4O7
b) B (boro) R. 9,93 % em B.
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Aplicações e cálculos
• Determinação do teor de nitrogênio
Exercícios Skoog 8ª edição
16.35 Uma amostra de atum enlatado, com massa igual a
0,9992g, foi analisada pelo método Kjeldahl; foi requerido
um volume igual a 22,66 mL de HCl 0,1224 mol L-1 para
titular a amônia liberada na reação. Calcular a
percentagem de nitrogênio na amostra. R. 3,91 % em N.
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Aplicações e cálculos
• Determinação do teor ácido acético em vinagre
Exercícios Skoog 8ª edição
16.48 Uma amostra de 10,00mL de vinagre (ácido acético,
CH3COOH) foi pipetada para um frasco ao qual foram
adicionadas duas gotas de solução de fenolftaleína e o
ácido titulado com NaOH 0,1008 mol L-1.
a) Se 45,62 mL da base foram requeridos para a titulação,
qual é a concentração molar de ácido acético na amostra?
R. 0,4598 mol L-1.
b) Se a densidade da solução de ácido acético é de 1,004
g/mL, qual a percentagem de ácido acético no vinagre?
R. 2,75 % m/v
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Aplicações e cálculos
• Conclusões importantes
As reações de volumetria de neutralização ocorrem
entre um ácido e uma base, produzindo sal e água.
O pH da solução resultante no ponto de equivalência
dependerá do sal formado e, portanto, da hidrólise do sal
no meio aquoso.
Identificar o tipo de sal formado e sua reação de
hidrólise é importante para saber se o ponto de
equivalência estará em pH ácido, neutro ou básico.
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Aplicações e cálculos
• Conclusões importantes
O pH que corresponde ao ponto de equivalência
permitirá escolher um indicador ácido/base adequado.
O indicador ácido/base adequado é aquele que exibe
sua mudança de cor numa faixa de pH que inclui o ponto
de equivalência, permitindo, então, perceber o ponto
final da reação de neutralização.
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Aplicações e cálculos
• Conclusões importantes
O acompanhamento de alterações de pH durante
todo o processo de titulação permite descrever as
diferentes curvas de titulação ácido/base sob forma
gráfica.
A interpretação das curvas de titulação ácido/base
permite evidenciar que a identificação do ponto final em
reações que envolvem ácidos e bases fortes é bastante
definida.
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Aplicações e cálculos
• Conclusões importantes
A interpretação das curvas de titulação ácido/base
permite concluir que a identificação do ponto final em
reações que envolvem ácidos e bases fracas torna-se menos
evidente. Deve-se,então, evitar titulação de ácidos fracos
com bases fracas ou titulação de bases fracas com ácidos
fracos.
Dessa forma, para titular ácidos fracos, usa-se como
titulante uma solução de base forte, em concentração
adequada.
Similarmente, para titular bases fracas, usa-se como
titulante uma solução de ácido forte, em concentração
40
adequada.