mistura com reação titulação

Professora: Joanna de PaoliProfessora: Joanna de Paoli

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• Quando ocorre uma reação é preciso encontrar a proporção estequiométrica de cada substância que reage e que é produzida, e assim, calcular as concentrações.

Misturas com reaçãoMisturas com reação

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• Para determinar a acidez ou basicidade dos materiais como o leite.

• O leite fresco apresenta acidez devido à presença de caseína, fosfatos, albumina, dióxido de carbono e citratos.

Para que serve?Para que serve?

Se esta acidez for muita elevada, o leite é impróprio para consumo, pois ela indica alta atividade microbiana.

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O que é uma titulação?O que é uma titulação?

A titulação é uma operação analítica utilizada em análise volumétrica com o objetivo de determinar a concentração de soluções.

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• A adição de um ácido a uma base (ou vice-versa) leva a uma variação de pH.

• Uma reação de ácido-base, neutralização, embora algumas vezes não se obtenha uma solução neutra.

ácido + base sal + água

Em uma Titulação ácido-baseEm uma Titulação ácido-base

Exemplo:

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) +

H2O(l)

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Titulação consiste na adição de uma solução de concentração rigorosamente conhecida.

Como se executa uma titulação?Como se executa uma titulação?

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Titulado é...Titulado é...

... uma solução de concentração

desconhecida, mas de volume

rigorosamente medido que se

coloca dentro de um Erlenmeyer.

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Titulante é ...Titulante é ...

... uma solução de concentração

rigorosamente conhecida que se

coloca dentro da bureta.

------

------

------

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... a altura da titulação em que a relação entre o

número de mols do titulante adicionadas e o

número de mols do titulado é a prevista pela

estequiometria da reação:

nácido = nbase

Ponto de equivalência é...Ponto de equivalência é...

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De forma geral:1° Montar a equação química balanceada.2° Estabelecer a proporção.3° Calcular a quantidade de matéria de cada

reagente.4° Calcular as concentrações em quantidade de

matéria.

Para os cálculos!Para os cálculos!

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Para ácidos e bases monopróticos pode escrever-se simplesmente.

nácido= nbase

nH+(ácido) = nHO

-(base)

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• Podem ocorre duas situações:a)Os dois solutos estão em quantidade exatas para

reagir (proporção estequiométrica).b)Os dois solutos não estão em quantidades exatas,

restará excesso de um deles.

Mistura de duas soluções de solutos Mistura de duas soluções de solutos diferentes que reagem entre sidiferentes que reagem entre si

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• Considere uma solução de 0,3 L de HCl 0,4 mol/L reagindo com 0,2 L de NaOH 0,6 mol/L.

Reação:

n HCl = C.V =n NaOH = C.V =

Situação ASituação A

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• Considere uma solução de 0,3 L de HCl 0,4 mol/L reagindo com 0,2 L de NaOH 0,6 mol/L.

Reação: 1HCl + 1NaOH 1NaCl + 1H2O

n HCl = M.V = 0,4mol/L . 0,3L = 0,12mol HCln NaOH = M.V = 0,6mol/L . 0,2L = 0,12mol NaOH

Como:1mol HCl 1mol NaOH

0,12mol HCl 0,12mol NaOH

Resolução: Situação AResolução: Situação A

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ETAPAS n ÁCIDO n BASE n SAL n ÁGUA

INÍCIO 0,12 0,12 - -

REAGIU / FORMOU

0,12 0,12 0,12 0,12

FINAL - - 0,12 0,12

Situação ASituação A

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• Considere uma solução de 0,3 L de HCl 0,4 mol/L reagindo com 0,2 L de NaOH 0,8 mol/L.

Reação:

n HCl = M.V =n NaOH = M.V =

Situação BSituação B

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• Considere uma solução de 0,3 L de HCl 0,4 mol/L reagindo com 0,2 L de NaOH 0,8 mol/L.

Reação: 1HCl + 1NaOH 1NaCl + 1H2O

n HCl = M.V = 0,4mol/L . 0,3L = 0,12mol HCln NaOH = M.V = 0,8mol/L . 0,2L = 0,16mol NaOH

Como:1mol HCl 1mol NaOH

0,12mol HCl 0,12mol NaOH (restarão 0,04mol NaOH)

Resolução: Situação BResolução: Situação B

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Situação BSituação B

ETAPAS n ÁCIDO n BASE n SAL n ÁGUA

INÍCIO 0,12 0,12 - -

REAGIU / FORMOU

0,12 0,12 0,12 0,12

FINAL - 0,04 0,12 0,12

Aí é fácil!Aí é fácil!

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Exercício 1Exercício 1

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Resolução: Exercício 1Resolução: Exercício 1Reação: 1HCl + 1NaOH 1NaCl + 1H2O

Método 1n NaOH = M.V = 0,1mol/L . 0,04L = 0,04mol NaOH

Como:1mol HCl 1mol NaOH

0,04mol HCl 0,04mol NaOH

M HCl = n/V = 0,04mol / 0,02L = 0,12mol/L HCl

Método 2Ma . Va = Mb . Vb

Ma . 0,02L = 0,1mol/L . 0,04L Ma = 0,12mol/L HCl

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Qual é a concentração molar de uma solução de NaOH, sabendo que 50 mL dessa solução reagem completamente com 15 mL de HCl 2 mol/L.

Exercício 2Exercício 2

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Resolução: Exercício 2Resolução: Exercício 2Reação: 1HCl + 1NaOH 1NaCl + 1H2O

Método 1n HCl = M.V = 2mol/L . 0,015L = 0,03mol HCl

Como:1mol HCl 1mol NaOH

0,03mol HCl 0,03mol NaOH

M NaOH = n/V = 0,03mol / 0,05L = 0,6mol/L NaOH

Método 2Ma . Va = Mb . Vb

2mol/L . 0,015L = Mb . 0,05L Mb = 0,6mol/L NaOH

Aí complica!Aí complica!

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Com o objetivo de determinar a concentração molar de uma solução aquosa de NaOH, um analista químico procedeu a titulação de 80mL dessa solução com solução aquosa de H2SO4 0,20 mol/L, consumindo na equivalência, 30 mL do titulante. A concentração molar solução analisada, é?

Exercício 3Exercício 3

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Resolução: Exercício 3Resolução: Exercício 3Reação: 1H2SO4 + 2NaOH 1Na2SO4 + 2H2O

Método 1n H2SO4 = M.V = 0,2mol/L . 0,03L = 0,006mol H2SO4

Como:1mol H2SO4 2mol NaOH

0,006mol H2SO4 0,012mol NaOH

M NaOH = n/V = 0,012mol / 0,08L = 0,15mol/L NaOH

Método 2x . Ma . Va = y . Mb . Vb

2 . 0,2mol/L . 0,03L = 1 . Mb . 0,08L Mb = 0,15mol/L NaOH

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Um controle rápido sobre a condição de utilização de uma bateria de automóvel é retirar uma alíquota de 1 mL dessa solução de ácido sulfúrico que é colocada em erlenmeyer com indicador e titulada com solução aquosa de NaOH 1 mol/L. Supondo que nessa titulação o volume de titulante gasto fosse de 40 mL, a concentração molar da solução ácida da bateria testada, seria igual a?

Exercício 4Exercício 4

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Resolução: Exercício 4Resolução: Exercício 4Reação: 1H2SO4 + 2NaOH 1Na2SO4 + 2H2O

Método 1n NaOH = M.V = 1mol/L . 0,04L = 0,04mol NaOH

Como:1mol H2SO4 2mol NaOH

0,02mol H2SO4 0,04mol NaOH

M H2SO4 = n/V = 0,02mol / 0,001L = 20mol/L H2SO4

Método 2x . Ma . Va = y . Mb . Vb

2 . Ma . 0,001L = 1 . 1mol/L . 0,04L Ma = 20mol/L H2SO4

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Sabendo que 25 g de NaOH impuro são dissolvidos em água suficiente para 500 mL de solução. Uma alíquota de 50 mL dessa solução gasta na titulação, 25 mL de ácido sulfúrico 1 mol/L. Qual a porcentagem de pureza de NaOH?*Dica:1° Dissolveu-se a amostra2° Retirou-se a aliquota3° Neutralização

Para os cálculos retrocedemos!

Exercício 5Exercício 5

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Resolução: Exercício 5Resolução: Exercício 5Reação: 1H2SO4 + 2NaOH 1Na2SO4 + 2H2O

Método 1n H2SO4 = M.V = 1mol/L . 0,025L = 0,025mol H2SO4

Como:1mol H2SO4 2mol NaOH

0,025mol H2SO4 0,05mol NaOH

M NaOH = n/V = 0,05mol / 0,05L = 1mol/L NaOH

Método 2x . Ma . Va = y . Mb . Vb

2 . 1mol/L . 0,025L = 1 . Mb . 0,05L Mb = 1mol/L NaOH

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Resolução: Exercício 5Resolução: Exercício 5Como:

M NaOH = n/V = 0,05mol / 0,05L = 1mol/L NaOH

Então:m1 = Mb . V . MM = 1mol/L . 0,5L . 40g/mol= 20g NaOH

25g 100%20g 80%

Pureza

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Como se detecta o ponto de Como se detecta o ponto de equivalência?equivalência?Existem dois métodos:

Potenciométrico Colorimétrico

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Método PotenciométricoMétodo Potenciométrico

Durante a titulação introduz-se um eléctrodo de pH no titulado, o que permite medir o pH ao longo da titulação e traçar a curva de titulação.

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... a representação do pH do titulado à medida que se adiciona o

titulante.

Curva de titulação é ...Curva de titulação é ...

zona de variação brusca de pH

pH inicial

Ponto de equivalência

Volume de titulante gasto até ao ponto de equivalência

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Titulação Titulação Ácido forte-base forteÁcido forte-base forte

O ponto de

equivalência ocorre

quando o pH = 7

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O ponto de

equivalência ocorre

quando o pH > 7

Titulação Titulação Ácido fraco-base forteÁcido fraco-base forte

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O ponto de

equivalência ocorre

quando o pH < 7

Titulação Titulação Ácido forte-base fracaÁcido forte-base fraca

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T itu la n teÁcido

T itu la doBase

> 7

T itu la n teBase

T itu la doÁcido

< 7

p H in ic ia l

Identificação do titulante/titulado

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Método ColorimétricoMétodo Colorimétrico

Adiciona-se ao titulado um indicador ácido-base que muda de cor quando se atinge o ponto de equivalência.

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Um indicador ácido-base é...Um indicador ácido-base é...

... uma substância (ácido ou base fraco) que têm a

particularidade de apresentar cores diferentes na forma

ácida e na forma básica:

Hind Ind - + H+

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Num meio ácido...Num meio ácido...

... o equilíbrio desloca-se para

a esquerda e a solução

apresenta a cor 1 (da espécie

Hind).

Hind Ind- + H+

Cor 1 Cor 2

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Num meio alcalino...Num meio alcalino...

... o equilíbrio desloca-se para

a direita e a solução apresenta

a cor 2.

Hind Ind- + H+

Cor 1 Cor 2

Existe uma gama de valores de pH nos quais

nenhuma das formas do indicador predomina e a

cor não é bem definida

Zona de viragem de cor do indicador

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Apenas os fortes Apenas os fortes entendem!entendem!