FCAV/UNESP
CURSO: Agronomia DISCIPLINA: Química Analítica HCl 0,1N
Fundamentos da Análise Titrimétrica (Volumétrica) NaOH 0,1N
Profa. Dra. Luciana M. Saran
Fenolftaleína
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ANÁLISE TITRIMÉTRICA O QUE É? Refere-se à análise química quantitativa feita pela determinação do volume de uma solução, cuja concentração é conhecida com exatidão (solução padrão), necessário para reagir quantitativamente
com um determinado volume da solução que contém a substância a ser dosada (analito).
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A PARTIR DOS RESULTADOS COMO SE CALCULA A QUANTIDADE DO ANALITO? A massa ou a concentração da substância a ser dosada é calculada a partir: da equação química balanceada que representa a reação envolvida na análise; do volume consumido e da concentração da solução padrão empregada na análise; das massas molares das espécies químicas que reagem; da quantidade de amostra analisada. 3
O QUE É PONTO DE EQUIVALÊNCIA? COMO É POSSÍVEL DETECTÁ-LO? Corresponde ao volume exato da solução titulante, em que a reação entre o titulante e o titulado se completa. É detectado,
comumente,
pela adição de um
reagente auxiliar, ao meio analítico, conhecido como Indicador.
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COMO O INDICADOR SINALIZA O TÉRMINO
DA TITULAÇÃO? Quando a reação entre titulante e titulado estiver praticamente
completa,
o
indicador
deve
provocar uma mudança visual evidente (mudança de cor ou formação de turbidez, por exemplo) no
líquido que está sendo titulado. O ponto em que isto ocorre é chamado Ponto Final da Titulação.
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EXERCÍCIO 1:
Uma solução de NaOH foi padronizada pela titulação de quantidade conhecida de hidrogenoftalato de potássio, KH(C8H4O4), de acordo com a equação química a seguir: KH(C8H4O4)(aq) + NaOH(aq) NaK(C8H4O4)(aq) + H2O(l) Posteriormente a solução padrão de NaOH foi empregada para determinar a concentração de H2SO4 numa amostra. a) Sabendo que a titulação de 0,824 g de hidrogenoftalato de potássio requer 38,5 mL de NaOH(aq) para atingir o ponto de equivalência, calcule a concentração molar e a normalidade da solução de NaOH. b) Uma alíquota de 10,0 mL de H2SO4 requer 57,9 mL de NaOH(aq) padrão para ser completamente neutralizada. Calcule a concentração molar e a normalidade da solução de ácido sulfúrico. 6
QUAIS SÃO OS REQUISITOS QUE UMA REAÇÃO DEVE PREENCHER PARA SER EMPREGADA EM ANÁLISE TITRIMÉTRICA? 1. A reação deve ser simples e poder ser expressa por uma equação química bem definida.
2. A reação deve ser rápida.
3. Deve ocorrer, no ponto de equivalência, alteração de alguma propriedade da solução. 7
4. Deve-se dispor de um indicador capaz de definir claramente, pela mudança de uma propriedade física (cor ou formação de precipitado) o ponto final da reação.
OBS.: Se a mudança não for visual, ainda é possível detectar o ponto de equivalência por outros meios, como por exemplo Potenciometricamente ou Condutimetricamente.
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CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES EM ANÁLISE TITRIMÉTRICA Reações de Neutralização ou Acidimetria e Alcalimetria: nesta classe estão incluídas a titulação de: bases livres (por ex., NaOH) ou bases formadas pela hidrólise de sais de ácidos fracos (por ex., Na2CO3) com um ácido padrão (por ex., HCl padrão) (ACIDIMETRIA); ácidos livres (por ex., HCl) ou ácidos formados pela hidrólise de sais de bases fracas (por ex., NH4Cl) com uma base padrão (por ex., NaOH padrão) (ALCALIMETRIA). 9
Reações de Formação de Complexos: nesta classe estão as titulações baseadas
em reações de
complexação, para as quais um reagente muito importante é o EDTA. Reações de Precipitação: as reações desta classe dependem da combinação de íons para formar um precipitado. Aqui
estão incluídos
os Métodos
Argentimétricos.
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Reações de Oxidação-Redução: incluem-se todas as reações
nesta classe que envolvem
transferência de elétrons entre os reagentes.
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QUAL É APARELHAGEM EMPREGADA NA ANÁLISE TITRIMÉTRICA? Frascos de medidas graduados, incluindo buretas, pipetas e balões aferidos; Substâncias de pureza conhecida para o preparo de soluções padrões;
Balança analítica; Indicador visual ou método instrumental para a determinação do término da reação. 12
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO É um método de análise baseado na reação entre íons H+ e OH-. H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) Neste tipo de análise, o pH da solução titulada varia ao longo da titulação, devido a reação acima.
É comum o emprego de um indicador de neutralização ou indicador ácido-base para a detecção do ponto final. 13
Variação do pH durante a titulação de uma base forte, 25,00 mL de NaOH(aq) 0,250 M, com um ácido forte, HCl(aq) 0,340 M. O Ponto de Equivalência, S, ocorre em pH = 7,0. 14
Variação do pH durante a titulação de um ácido
forte (o analito) com uma base forte (o titulante).
O Ponto de Equivalência, S, ocorre em pH = 7,0. 15
Variação do pH durante a titulação de um ácido fraco, 25,00 mL de CH3COOH(aq) 0,100 M, com uma base forte, NaOH(aq) 0,150 M.
O Ponto de Equivalência, S, ocorre em pH > 7,0, pois o ânion CH3COO- é uma base. 16
Curva típica de pH para a titulação de uma base fraca, NH3(aq), com um ácido forte, HCl(aq). O Ponto de Equivalência, S, ocorre em pH < 7,0, pois o sal formado pela neutralização tem um cátion, NH4+, ácido. 17
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO Indicador ácido-base: Composto que muda de cor conforme a concentração de íons H+ na solução, isto é, conforme o pH da solução.
Determinação do pH com papel indicador universal. Método colorimétrico de determinação do pH. 18
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO Indicador ácido-base:
É um ácido fraco que apresenta uma cor na sua forma ácida (HIn) e outra na sua forma básica (In-). Se [HIn] >>> [In-]: a solução exibe a cor da forma ácida do indicador. Se [In-] >>> [HIn]: a solução apresenta a cor da forma básica do indicador. 19
A fenolftaleína é um exemplo de indicador ácido-base.
Fórmulas estruturais da fenolftaleína. (3) Fórmula estrutural da forma ácida da fenolftaleína: incolor. (4) Fórmula estrutural da forma básica: coloração rosa. 20
TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO Indicador ácido-base: Deve-se escolher um indicador que exiba uma mudança de cor perceptível num intervalo de pH próximo ao pH apresentado pela solução titulada no ponto de equivalência. Intervalo de pH em que o indicador muda de cor (intervalo de viragem): pH = pKIn 1 21
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO Ácido Etilenodiaminotetracético (EDTA)
Solução do sal dissódico deste reagente, é usada como titulante neste tipo de análise titrimétrica ou volumétrica. 22
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO
Fórmula Estrutural Proposta para o Complexo Ca-EDTA, na qual o EDTA está Hexacoordenado. 23
TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO Visualização do ponto final da titulação: uso de indicadores metalocrômicos. Exs.: Ério T e Calcon.
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TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO Procedimento padrão: tampona-se a amostra contendo os íons metálicos, a um pH adequado, adicionam-se agentes mascarantes (quando necessário) e titula-se com EDTA padrão até a mudança de cor, no ponto final.
Ex.: Determinação da dureza total da água com EDTA, utilizando o indicador Erio T.
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Titrimetria de Precipitação Esta modalidade de titulação baseia-se em reações de precipitação, ou seja, baseia-se em reações cujo produto formado é pouco solúvel no meio
reacional.
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Titrimetria de Precipitação Os processos mais importantes de precipitação em análise titrimétrica usam o nitrato de prata, AgNO3, como reagente. Tais processos são conhecidos como Métodos Argentimétricos de análise.
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Titrimetria de Precipitação Determinação do Ponto Final EX.: Formação de um Precipitado Colorido
- Pode ser ilustrado pelo procedimento de Mohr usado na determinação de Cl- e Br-.
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Titrimetria de Precipitação - Na titulação de uma solução neutra de, por ex., Cl- com AgNO3(aq),adiciona-se uma pequena quantidade de solução de K2CrO4(aq) para servir como indicador. - No ponto final os íons cromato combinamse com os íons prata formando cromato de prata, de cor vermelha e pouco solúvel. 29
Método de Mohr Reações: Cl-(aq) + Ag+(aq) AgCl(s) sólido branco Kps = 1,2x10-10
CrO42-(aq) + 2Ag+(aq) Ag2CrO4(s) sólido vermelho Kps = 1,7x10-12
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TITRIMETRIA DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO Baseia-se numa reação de oxidação-redução entre o titulado e o titulante.
Exemplo: doseamento de sulfato ferroso por titulação com KMnO4(aq) padrão. Reação:
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
Nox:+1+7 -2
+2 +6 -2
+1 +6 -2
+2+6 -2
+3 +6 -2
+1+6 -2 +1 -2
+5 e-/mol de KMnO4
-1 e-/ mol de FeSO4
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KMnO4: sofreu redução, comportando-se portanto como agente oxidante.
FeSO4: sofreu oxidação, comportanto-se portanto como agente redutor. Resumo: Oxidação: caracteriza-se pelo aumento do Nox; Redução: caracteriza-se pela diminuição do Nox; Agente Oxidante: sofre diminuição do seu Nox, ou seja, sofre redução; Agente Redutor: sofre aumento do seu Nox, ou seja, sofre oxidação. 32
