Padronização De Soluções ácidas E básicas

Experimento 10: Padronização de soluções

Ácidas e Básicas

Introdução:

A titulação é uma técnica comum de laboratório em análise química quantitativa, usado para determinar a concentração de um reagente conhecido. O método consiste em reagir completamente um volume conhecido de uma amostra com um volume determinado de um reagente de natureza e concentração conhecida (solução padrão). A espécie química com concentração definida recebe o nome de titulante, já a solução a ter sua concentração determinada recebe o nome de titulado. Essa técnica normalmente é realizada com o auxilio de algum indicador que evidencie o final da reação (ponto final de titulação). Um exemplo comum disso é a mudança na cor da solução no caso de reações envolvendo ácidos e bases. Numa titulação ideal, o ponto final visível coincide com o ponto final estequiométrico. Na prática, ocorre uma diferença muito pequena, que representa o erro da titulação.

Para uma titulação precisa, é necessário que a reação satisfaça condições como: A substância a ser determinada deverá reagir completamente com o reagente em proporções estequiométricas, a reação deve ser praticamente instantânea ou proceder com grande velocidade, deve haver alguma alteração na propriedade física ou química da solução no ponto final estequiométrico e também deve haver um indicador que, por suas mudanças de propriedades físicas (cor ou formação de precipitado), defina nitidamente o ponto final da reação.

Solução padrão é aquela cuja concentração é conhecida com grande exatidão. A exatidão da solução padrão limita a exatidão do método analítico.

Uma solução padrão pode ser obtida de duas maneiras:

a)pelo uso de um padrão primário como soluto;

b)pela padronização de uma solução de concentração aproximadamente conhecida (padrão secundário).

Padrões primários são reagentes que preenchem todos os requisitos dos reagentes analíticos além de conter uma quantidade conhecida, aproximadamente 100% da substância principal. São freqüentemente preparados e purificados por métodos especiais. Um bom padrão primário deve preencher as seguintes condições:

a)ser 100% puro, embora 0,01 a 0,02% de impurezas seja tolerável, se exatamente

conhecidas;

b)ser estável ao ar, isto é, não ser higroscópico (não absorver umidade), nem eflorescente (não perder água de hidratação), não absorver oxigênio, nem gás carbônico.

c)ser estável às temperaturas de secagem. Os padrões primários devem ser sempre secados antes da pesagem exceto quando o padrão é um hidratado;

d)ter boa solubilidade no meio da titulação;

e)ter peso equivalente elevado de modo que o erro relativo associado à pesagem seja minimizado.

As soluções de padrões primários devem ser preparadas pela dissolução de uma massa exatamente pesada (balança analítica) do soluto em um volume definido (balão volumétrico) permitindo, assim, que a sua concentração seja exatamente calculada.

O número de padrões primários é muito restrito e freqüentemente tem se recorrer aos padrões secundários.

A concentração exata dessas soluções é determinada por comparação com soluções de padrões primários, via titulação. Essa operação é denominada padronização. Por isso, essas soluções podem ser preparadas sem muito rigor com o uso de béqueres, provetas e balanças semi-analíticas.

Os métodos volumétricos de titulação são de alta precisão, para que sejam bem executados devem obedecer às seguintes exigências: Utilização de recipientes de medida calibrados, de substâncias de pureza conhecida para preparação de soluções padrões e de um indicador visual ou um método instrumental para se detectar o ponto final da reação.

Essa técnica denominada titulação será a principal ferramenta utilizada nessa atividade para determinar a massa de um determinado reagente através de uma solução de volume e concentração conhecidos.

VOLUMETRIA ÁCIDO-BASE

As titulações ácido-base são rotineiras em, praticamente, todas as áreas da Química e Ciências correlatas. A popularidade desse método se deve, por um lado, à boa compreensão que se tem das propriedades dos ácidos e das bases e, por outro, à facilidade e ao baixo custo dessas titulações.

A volumetria ácido-base se aplica à determinação de substâncias que apresentam caráter ácido ou básico de acordo com a teoria de Brönsted-Lowry. Uma solução padrão de um ácido pode ser usada para titular uma solução de uma base (alcalimetria) ou uma solução padrão de uma base pode ser usada para titular uma solução de um ácido (acidimetria).

Na prática, um dos componentes da reação deve ser forte, de modo a se obter uma boa inflexão na região do ponto de equivalência, o que facilita a escolha do indicador e diminui o erro da titulação.

O ponto final em uma titulação ácido-base é detectado com o uso de indicadores ácido- base. Esses indicadores são substâncias orgânicas de caráter fracamente ácido ou básico que mudam de cor gradualmente com a variação do pH do meio. O intervalo de pH no qual o indicador muda de cor é conhecido como zona de transição ou zona de viragem.

Como cada indicador possui uma zona de transição própria é fundamental conhecer o pH do ponto de equivalência da titulação e, mais do que isso, a maneira como o pH varia no decorrer da titulação, particularmente, em torno do ponto de equivalência.

O ponto de equivalência coincide com o ponto de neutralidade (pH = 7) quando a titulação envolve um ácido forte e uma base forte.

H+ + OH- H2O

Nos demais casos o ponto de equivalência se acha deslocado para a região alcalina na titulação de um ácido fraco com uma base forte.

HA+OH- A- +H2O

E para a região ácida na titulação de uma base fraca com um ácido forte.

B + H+ BH+

Na volumetria ácido-base a concentração crítica variável refere-se ao íon hidrogênio, assim a curva de titulação é obtida colocando no gráfico pH em função do volume do titulante adicionado.