Titulação Ácido Base

Introdução

As reações químicas são transformações que envolvem alterações, quebra e/ou formação, nas ligações entre partículas (átomos, moléculas ou íons) da matéria, resultando na formação de nova substância com propriedades diferentes da anterior. Algumas evidências da ocorrência de uma reação química são mudança de cor, emissão de calor ou luz, formação de uma substância volátil, formação de um gás, entre outros. Para que qualquer reação ocorra é necessário satisfazer determinadas condições. Uma delas é que deve haver afinidade química entre os reagentes, isto é, eles devem interagir de modo a possibilitar a formação de novas substâncias.

Existem vários tipos de reações químicas, como: reações de precipitação, de oxidorredução, de complexação ou reações de neutralização. Nesse relatório, o foco é dado as reações de neutralização. Quando um ácido e uma base são misturados, uma substância irá neutralizar as propriedades da outra, pois elas reagem quimicamente entre si e, por isso, essa reação é denominada de reação de neutralização.

Segundo a teoria de Arrhenius, o ácido libera em meio aquoso como único cátion o hidrogênio (H+), enquanto a base libera como único ânion a hidroxila (OH-); portanto, quando colocados para reagir, o H+ do ácido reage com o OH- da base e esses íons neutralizam-se, formando a água que possui pH 7 (meio neutro, se a neutralização for total). Além disso, o cátion da base reage com o ânion do ácido, formando um sal, por isso, esse tipo de reação é também chamado de reação de salificação. O pH das soluções varia em valores que vão de 0,0 a 14,0. O pH da água pura é 7,0 e, dessa forma, dizemos que ela é neutra. Valores abaixo de 7,0 são soluções ácidas e acima de 7,0 correspondem a soluções básicas.

A titulação ácido-base é baseada em reações de neutralização. A titulação é um processo para determinação da concentração em valores específicos de uma substância desconhecida podendo ser esta de natureza ácida ou básica. Quando a substância de concentração desconhecida é um ácido utiliza-se uma base de concentração conhecida para determinar a concentração do ácido e vice-versa.

A solução que possui a concentração desconhecida é chamada de titulado. Primeiramente ela é medida com o auxílio de uma pipeta volumétrica e depois é transferida para um erlenmeyer. Adiciona-se um indicador ácido-base. O indicador é muito importante nesse processo, pois, conforme será explicado mais adiante, ele indicará visualmente o ponto de viragem do pH da solução. A solução de concentração conhecida é denominada titulante, o qual é colocado em uma bureta, normalmente de 25 ou 50 mL. A bureta é um aparelho de vidro graduado, que permite o controle da quantidade de titulante que é adicionada ao titulado.

Depois disso é necessário realizar o gotejamento da solução titulante sobre a solução titulada. Ao mesmo tempo, a solução presente no erlenmeyer deve ser constantemente agitada. O gotejamento deve cessar quando o ponto de equivalência for atingido. No ponto de equivalência a quantidade adicionada de titulante, em mols, é igual à determinada pela proporção estequiométrica para a reação com o titulado. É possível verificar esse ponto quando ocorre a mudança de cor da solução. Por exemplo, se for usado o indicador fenolftaleína, o seu ponto de viragem ocorre quando há a mudança do incolor para o rosa, ou vice-versa.

Os indicadores ácido-base são substâncias naturais ou sintéticas que possuem a capacidade de mudar de cor de acordo com o pH do meio. Isso significa que quando esses indicadores de pH são colocados em contato com uma solução ácida, eles adquirem determinada cor, mas quando são colocados em meio básico, apresentam outra coloração. Os indicadores ácido-base normalmente são constituídos de um ácido fraco ou uma base fraca que entra em equilíbrio com a sua base ou ácido conjugado, respectivamente. O ácido fraco possui uma cor, enquanto sua base conjugada possui outra. A escolha do indicador que será usado na titulação é muito importante, porque cada indicador tem um ponto de viragem em determinado pH.

Quando a o titulante e o titulado são fortes, o pH de equivalência será 7 (pH neutro). Porém, quando se tem um ácido forte e uma base fraca, a viragem ocorre em um pH ácido. Analogamente, quando a base é forte e o ácido é fraco, tem-se um pH de equivalência básico. A partir disso é preciso que se escolha um indicador adequado para cada faixa de viragem. Os indicadores utilizados no experimento que gerou esse relatório foram: fenolftaleína, alaranjado de metila e azul de bromotimol. O primeiro possui um pH de viragem de 8,2 a 10 e muda de incolor para rosa quando atinge esses valores de pH. O segundo vira de vermelho para amarelo em um pH entre 3,2 e 4,4. Já este último muda de amarelo para azul quando o pH está entre 6,0 e 7,6.

Procedimento experimental

Materiais utilizados:

Reagentes:

Biftalato de potássio (C_8 H_5 KO_4)

Hidróxido de sódio (NaOH)

Ácido