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FCAV/UNESP

CURSO: Agronomia

DISCIPLINA: Química Analítica

Fundamentos da Análise

Titrimétrica (Volumétrica)

HCl 0,1N

NaOH 0,1N

Fenolftaleína

Profa. Dra. Luciana M. Saran

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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).

ANÁLISE TITRIMÉTRICA

O QUE É?

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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.

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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.

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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.

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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 Potenciometri-

camente 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).

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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: nesta classe

incluem-se todas as reações 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.

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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.

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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 Equivalên-

cia, S, ocorre em

pH = 7,0.

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Variação do pH durante

a titulação de um ácido

forte (o analito) com

uma base forte

(o titulante).

O Ponto de Equivalên-

cia, S, ocorre em

pH = 7,0.

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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 Equivalên-

cia, S, ocorre em

pH > 7,0, pois o ânion

CH3COO- é uma base.

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Curva típica de pH

para a titulação de

uma base fraca,

NH3(aq), com um

ácido forte, HCl(aq).

O Ponto de Equiva-

lência, S, ocorre em

pH < 7,0, pois o sal

formado pela

neutralização tem um

cátion, NH4+, ácido.

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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.

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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.

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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.

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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

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TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO

Ácido Etilenodiaminotetracético (EDTA)

Solução do sal dissódico deste reagente, é usada como

titulante neste tipo de análise titrimétrica ou volumétrica.

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TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO

Fórmula Estrutural Proposta para o Complexo Ca-EDTA,

na qual o EDTA está Hexacoordenado.

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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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Determinação do Ponto Final

EX.: Formação de um Precipitado

Colorido

- Pode ser ilustrado pelo procedimento

de Mohr usado na determinação

de Cl- e Br-.

Titrimetria de Precipitação

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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 combinam-

se com os íons prata formando cromato de

prata, de cor vermelha e pouco solúvel.

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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.