View
221
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
)1(][
]][[ 3
HIn
InOHKa
+ H2O In-
Cor ácida Cor básica
+ H3O+HIn
INDICADOR ÁCIDO-BASE
São ácidos ou bases orgânicas fracas que sofrem dissociação ou associaçãodependendo do pH. O deslocamento do equilíbrio provoca a mudança decoloração.
2][
][][ 3
In
HInKOH aReorganizando a equação (1) temos:
Para que a mudança de cor seja visualmente perceptível, a razão [HIn]/[In-] deve ser maior que 10 ou menor que 0,1.
Portanto, o indicador exibe sua cor ácida quando: 10][
][
In
HIn
1,0][
][
In
HInE sua cor básica quando:
Substituindo as razões das concentrações na equação (2) :
Para obter a faixa de pH do indicador basta aplicarmos o negativo dologaritmo nas expressões anteriores:
ácidacorKOH a 10][ 3
básicacorKOH a 1,0][ 3
1pK10)(KlogpH aaácida)(cor
1pK0,1)(KlogpH aabásica)(cor
e
Portanto, a faixa de pH do indicador é igual ao pKa 1.
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Tabela 1- Exemplos de alguns indicadores ácido-base com seus respectivosintervalos de viragem
IndicadorIntervalo 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
Exemplo: Suponha que observemos a cor do indicador vermelho declorofenol em soluções apresentando vários valores de pH.
HIn (aq) H2O In- (aq) + H3O+
(aq)+
(amarela) (vermelha)
In- H3O+
HIn= KIn
In-
HIn=
H3O+
KIn KIn para este indicador é 1 x10-6
In-
HIn=
H3O+
KIn =1 x 10-6
H3O+
In- HIne
A cor observada numa solução deste indicador depende
da relação entre .
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Em uma solução de pH 4,0:
In-
HIn=
H3O+
KIn =1 x 10-6
1 x 10-4=
1 x 10-2ou 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 éIn- HIne
In-
HIn=
H3O+
KIn =1 x 10-6
1 x 10-5=
1 x 10-1ou 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=
H3O+
KIn =1 x 10-6
1 x 10-6= 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 dosmesmos ser gradual e se dar em um certo intervalo de pH.
●Quanto mais a curva de titulação se afastar da perpendicularidade aoredor do ponto de equivalência, mais gradual será a mudança de cor doindicador.
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 INDICADORQuando se observa num mesmo gráfico a curva de titulação e o intervalo de viragem deum dado indicador, é possível decidir se o mesmo é ou não adequado para essa titulação.
●Alaranjado de Metila: 45 a49/49,5mL – 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 doindicador deve ser bem abrupta –grande declividade da curva detitulação no intervalo de pH deviragem do indicador.Viragem em pH 4,0 e vol. Titulante49,90mL: E. Tit. é -2 partes por mil.Viragem em pH 5,0 e vol. Titulante49,99mL: E. Titul. É 0,2 partes pormil.
A ESCOLHA DO INDICADOR
O pH do ponto final não precisa coincidir com o pH do ponto deequivalência quando se escolhe um indicador.
A escolha ou não de um determinado indicador, ou a necessidade de sefazer ou não correções para o uso deste indicador, depende obviamente daexatidão desejada.
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-1
e uma solução de vermelho de metila é usada como indicador. Calcular o errode 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 noponto 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%
CÁLCULO DO ERRO DE TITULAÇÃOConsidere-se o seguinte problema:
Um volume de 50,00mL de HCl 0,100molL-1 é titulado com NaOH 0,100molL-1 e umasolução de fenolftaleína é usada como indicador. Calcular o erro de titulaçãotomando-se o pH no ponto final da titulação como sendo igual a 9,00. (Z. V.: 8,0 a10,0)
Como no problema anterior, deve-se obter uma expressão para o cálculo do volumede titulante no ponto final da titulação.
Como neste caso o ponto final ocorre depois do ponto de equivalência:
Se pH = 9,00 [OH-]PF = 1,00 x 10-5
Fazendo-se a aproximação: Va + VF 100,00mL VPF = 50,01mL
Erro da titulação = 50,01 – 50,00/50,00 x 100 = + 0,02%
TITULAÇÃO DE ÁCIDOS FRACOS COM BASES FORTES
Embora não se tenha calculado oerro de titulação, é fácil perceberpor estes gráficos que indicadorescujos intervalos de viragem estão naregião ácida (alaranjado de metila evermelho de metila) não devem serutilizados na titulação de ácidosfracos com bases fortes, enquantoque a fenolftaleína mostra-seadequada para esta titulação.
TITULAÇÃO DE BASES FRACAS COM ÁCIDOS FORTES
●Indicadores com intervalo de pHde viragem na região alcalina, talcomo a fenolftaleína, sãoadequadas para a titulação deuma base forte, mas não o sãopara uma titulação de NH3 comsolução de HCl.
●Indicadores com intervalo deviragem na região ácida(vermelho de metila ou alaranjadode metila) seriam adequados paraesta titulação.
Recommended