Titulação de análise de ácido e base em uma solução baseada em intervalos de pH

1 INTRODUÇÃO

O procedimento típico de titulação para analisar ácido e bases em uma solução está fundamentado nas variações de pH.O pH pode ser definido como o logaritmo negativo da concentração hidrogeniônica, a escala de pH expressa de uma maneira conveniente a acidez ou basicidade de uma solução. Numa curva de titulação uma das características para manter o pH é conveniente o uso de tampão cujo tem por finalidade não obter variações grandes no pH, por ser uma solução que contém um ácido e uma base conjugada em concentrações muito próximas. Para analisar ácidos e bases em uma solução faz-se uso do gráfico da variação do pH com adição de ácido ou base conhecido como curva de titulação.

A determinação do ponto de equivalência de titulações potenciométricas é mais comumente feita através da própria curva de titulação.

O pHmetro é um instrumento capaz de medir o pH de uma solução diretamente. Ele utiliza princípios básicos da eletroquímica, no qual, diferentes concentrações geram diferenças de potenciais. O pHmetro nada mais é do que um milivoltimetro capaz de relacionar medidas de ddp com concentrações de H+.Em geral utiliza-se pontos de calibração dependendo da solução que se quer medir.

Com isso, o objetivo desta prática é construir uma curva de titulação de ácido fraco e base forte através da determinação do pH da solução em questão.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 MEDIÇÃO DE pH

De acordo com Vogel (1992, p.459), com a introdução à circuitos de estado sólido, que simplificam a medição de pequenos potenciais, tornou-se possível a fabricação de medidores de pH de leitura direta. O medidor de pH moderno é um voltímetro eletrônico digital, com escala para leitura direta de pH, relativamente simples e portátil, com dispositivo de expansão de escala, com resolução de 0,001 unidade de pH e uma exatidão de aproximadamente 0,001 unidade. Outro instrumento medidor de pH é o eletrodo de vidro tem um potencial de assimetria que torna possível relacionar o potencial de um eletrodo, diretamente medido, ao pH da solução, e impõe a necessidade da calibração do eletrodo. O medidor de pH tem, por isso, um controle que permite o ajuste o seu valor correto na escala estiver numa solução tampão de pH conhecido e controle da temperatura da solução. ParaSkoog (2006, p.699), um grande número de pHmetros de leitura direta está disponível comercialmente, este aparelho é calibrado com solução tampão estabelecendo uma faixa de trabalho, correspondendo à faixa de pH entre 1 e 14.

A potenciometria é um método que se baseia na medida da fem de uma célula galvânica composta de dois eletrodos, um indicador e outro de referência. O potencial de um eletrodo é determinado pelas atividades de uma ou mais das espécies componentes do sistema. Eletrodo indicador é um eletrodo sensível a espécie interessada. Eletrodo de referência, por sua vez, é um eletrodo com potencial constante. A necessidade de contar, além do eletrodo indicador, com o eletrodo de referência, deve-se à impossibilidade de medir diretamente o potencial do eletrodo indicador. O eletrodo indicador imerso na solução de estudo é associado através de uma ponte salina, com o eletrodo de referência, para que então se tenha condição de medir a força eletromotriz da célula.

A análise potenciométrica compreende dois métodos distintos: a potenciometria direta e a titulação potenciométrica. A potenciometria direta determina a concentração do íon ativo simplesmente medindo a fem da célula. O método deixa a desejar quanto a exatidão, mas agrande sensibilidade da resposta dos eletrodos indicadores permite a determinação da potenciometria direta a soluções muito diluídas. A mais importante aplicação do método é a determinação potenciométrica do pH (OHLWEILER,1974).

A determinação potenciométrica do pH é o método mais avançado para a determinação do pH e está fundamentado na medição da força eletromotriz de uma célula eletroquímica, que contém uma solução de pH desconhecido como eletrólito e dois eletrodos. Os eletrodos são conectados aos terminais de um voltímetro eletrônico, denominado medidor de pH. Quando convenientemente calibrado com um tampão de pH conhecido, pode-se ler diretamente na escala do aparelho o pH da solução de teste.

O eletrodo de vidro contém um pequeno bulbo de vidro sensível ao pH, fundido a um tubo de vidro comum. O vidro sensível ao pH deve ser fabricado de acordo com várias especificações.

Enche-se o bulbo com uma solução acida ou com um tampão ácido, que é conectado ao circuito por um fio de platina. Normalmente, há um eletrodo de referência interno no circuito. Esse eletrodo de referência interno é ligado em série com o fio condutor ao eletrólito no bulbo e é conectado à entrada do medidor de pH. A função do eletrodo de referência interno é proteger o eletrodo de vidro de uma sobrecarga elétrica. Ele é não-polarizável e, como o eletrodo de calomelano, apresenta um potencial constante. O próprio bulbo de vidro é feito de vidro muito fino e é muito delicado. A operação adequada do eletrodo de vidro requer que o vidro seja mantido úmido, constantemente embebido em água ou ácido diluído pois, se o eletrodo secar, ele deixará de apresentar resultados reproduzíveis no medidor de pH(VOGEL, 1981).

A técnica da titulação potenciometria consiste em seguir a variação da concentração de um íon envolvido na reação com o auxílio de um eletrodo indicador adequado. O ponto final é acusado por uma variação brusca do potencial do eletrodo indicador. Esse tipo de titulação requer a constituição de uma célula galvânica mediante a imersão

Em uma curva de titulação é necessário o uso de indicadores para facilitar a visualização do ponto de equivalência. Um indicador é um par conjugado de ácido e base de Bronsted-Lowry cujo ácido apresenta uma coloração e a base, outra e algumas vezes uma das duas é incolor. Pelo menos uma das colorações é suficientemente intensa para ser visualizada em soluções diluídas. A maioria dos indicadores são moléculas orgânicas com estruturas relativamente complexas. A concentração de um indicador em solução é geralmente tão baixa que sua influência sobre o pH da mesma é desprezível(RUSSELL,1994).

SegundoSkoog (2006, p.672) os métodos potenciométricos de analise são baseados em medidas de potencial de uma célula eletroquímica na ausência de valores apreciáveis de correntes, por muito tempo a potenciometria vem sendo utilizada para determinação