TITULOMETRIA

Determinação do título (concentração) de uma solução, por meio de reação com uma solução de título conhecido, na qual se medem os volumes consumidos de ambas as soluções.

HCl

0,1 N

NaOH

?

HCl 0,1 N

NaOH

VHCl

VNaOH

CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES: em titulometria, empregam-se com mais freqüência concentrações expressas em normalidade.

SOLUÇÃO 1 N: contém 1 equivalente-grama de soluto por litro de solução.

no eq.gN = V(L)

Em reações ácido-base, o equivalente-grama é calculado com base no mol e no número de H+ ou OH- ionizáveis:

HCl + NaOH NaCl + H2O

MolHCl 36,5 Equivalente do HCl = = = 36,5 g 1 1

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

Mol H2SO4 98 Equivalente do H2SO4 = = = 49 g 2 2

PREPARO DE 250 mL DE UMA SOLUÇÃO 0,1 N DE NaOH

Questão: qual a massa de NaOH que deverá ser dissolvida em 250 mL?

Cálculo do equivalente-grama de NaOH:

Mol = 23 (Na) + 16 (0) + 1 (H) = 40

No de OH- ionizáveis = 1

Equivalente-grama = 40 / 1 = 40 g

Massa de NaOH para 250 mL de solução 0,1 N:

no eq.gN = V(L)

no eq.g0,1 = 0,25

massano eq.g = eq.g

massa0,025 = 40

no eq.g = 0,025

massa = 1 g de NaOH

PREPARO DE 250 mL DE UMA SOLUÇÃO 0,1 N DE HCl

Questão: qual a massa de HCl que deverá ser dissolvida em 250 mL?

Cálculo do equivalente-grama de HCl:

Mol = 35,5 (Cl) + 1 (H) = 36,5

No de H+ ionizáveis = 1

Equivalente-grama = 36,5 / 1 = 36,5 g

Massa de HCl para 250 mL de solução 0,1 N:

no eq.gN = V(L)

no eq.g0,1 = 0,25

massano eq.g = eq.g

massa0,025 = 36,5

no eq.g = 0,025

massa = 0,9125 g de HCl

Problema: o HCl é disponível em solução aquosa concentrada, fumegante. Não se pesam soluções; medem-se volumes de soluções.

Devemos saber a concentração de HCl na solução concentrada do ácido.

A concentração nominal é 37% de HCl. Isso significa:

37 g de HCl em 100 g de solução.Para calcular o volume da solução concentrada que contém 0,9125 g de HCl, precisamos saber a densidade da solução. A densidade é igual a 1,2 (i. e., 1,2 g por mL).

HCl conc.

37%

d = 1,2

massa (g)d = V(mL)

Primeiro, precisamos calcular a massa de solução concentrada de HCl que contém 0,9125 g de HCl. Em seguida, calcularemos o volume da solução que contém essa massa.

37 g 100 g

0,9125 g x g x = 2, 4662 g

Massa de solução de HCl que contém 0,9125 g de HCl

massa (g)d = V(mL)

2,46621,2 = V(mL)

V = 2,05 mL

Volume de solução de HCl que contém 0,9125 g de HCl

EM CERTAS ÁREAS DE PESQUISA BIOLÓGICA, HÁ NECESSIDADE DE MUITA MANIPULAÇÃO DE VIDRARIA E SOLUÇÕES.

NO LABORATÓRIO É IMPORTANTE ADOTAR PROCEDIMENTOS PADRONIZADOS PARA TUDO O QUE SE FAZ.

WATSON EM 1962, AOS 34 ANOS DE IDADE

WATSON EM 2006, AOS 78 ANOS DE IDADE

OUTROS FATORES QUE DEVEM SER CONSIDERADOS:

1. NaOH é um reagente muito ativo. Absorve CO2 e H2O avidamente.

2. Não se sabe exatamente qual a concentração de HCl nas soluções comerciais concentradas do produto.

PROCEDIMENTO PADRÃO NO PREPARO DE SOLUÇÕES:

1. Calcula-se 10% a mais da massa necessária para o preparo da solução desejada.

2. Titula-se a solução com uma solução de título exatamente conhecido.

3. Dilui-se a solução para o título requerido.

COMO FAZER A DILUIÇÃO?

EXEMPLO: temos 230 mL de uma solução de NaOH 1,1134 N. Queremos diluí-la para 1,0000 N.

PROCEDIMENTO PARA CÁLCULO DE VOLUMES NAS DILUIÇÕES

1,1134 x 230 = 1,0000 x V2 V2 = 256,08 mL

AOS 230 mL, DEVEM-SE ACRESCENTAR 26,08 mL (256,08 – 230) de ÁGUA. TEREMOS ENTÃO 256,08 mL DE SOLUÇÃO 1 N.

C1V1 = C2V2

COMO SE OBTÉM COM PRECISÃO O TÍTULO DE UMA SOLUÇÃO?

Dificuldade: tanto NaOH quanto HCl não são disponíveis em condições que garantam precisão na medida de suas massas.

RECORRE-SE A SUBSTÂNCIAS QUE TENHAM CARACTERÍSTICAS DE PUREZA E ESTABILIDADE QUE SATISFAÇAM OS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA SEU USO COMO PADRÕES PRIMÁRIOS.

Para fins titulométricos com reações ácido-base, usa-se Na2CO3

como padrão primário. Dizemos que soluções de Na2CO3 são usadas para a padronização das soluções titulantes.

PROCEDIMENTO: prepara-se uma solução de Na2CO3 com título precisamente conhecido. Para isso, a massa é medida em balança analítica e o volume é ajustado em balão volumétrico.

Usa-se essa solução para padronizar a solução de HCl desejada.

HCl

Na2CO3

NÃO É USUAL EMPREGAREM-SE NÚMEROS FRACIONÁRIOS PARA EXPRESSAR CONCENTRAÇÕES DE SOLUÇÕES (1,1134 N, POR EXEMPLO).

CALCULA-SE UM FATOR DE CORREÇÃO (fc).

MULTIPLICANDO-SE fc PELA NORMALIDADE NOMINAL (EX. 0,1 N), OBTÉM-SE A NORMALI-DADE REAL DA SOLUÇÃO.

ÁCIDO CLORÍDRICO

HCl 1 N

fc= 1,1134EM UMA REAÇÃO, MULTIPLICANDO-SE O VOLUME GASTO DE UMA SOLUÇÃO 1 N PELO RESPECTIVO fc, OBTÉM-SE O VOLUME DE UMA SOLUÇÃO EXATAMENTE 1 N QUE SERIA CONSUMIDO, NAS MESMAS CONDIÇÕES.

PROPRIEDADES DO FATOR DE CORREÇÃO:

HCl

NaOH

18,75 mL

fc = 1,0957

O VOLUME DE UMA SOLUÇÃO EXATAMENTE 1 N (ISTO É, COM FATOR = 1,0000) CONSUMIDO NESSA REAÇÃO SERIA:

V = 18,75 . 1,0957

V = 20,54 mL

CÁLCULO DE fc:

Exemplo: padronização de uma solução0,5 N de HCl.

Volume de Na2CO3 usado: 25 mL.

Volume de HCl consumido: 23,25 mL.

25 f c = 23,25

vol sol p f c = volsol x

f c = 1,0753

Vamos supor que numa titulação haja o consumo de 36,30 mL de uma sol. 0,5 N de HCl com fc = 1,0753. Esse volume contém a mesma quantidade de HCl que 39,03 mL (36,30 . 1,0753) de uma solução 0,5000 N de HCl.

HCl

Na2CO3

HCl 0,1 N

NaOH

CÁLCULO DE CONCENTRAÇÕES EM TITULOMETRIA

VNaOH

VHCl f cNHCl.fc . VHCl = NNaOH.VNaOH

NHCl.fc . VHCl NNaOH = —————— VNaOH

26,25 mL

1,0237

25 mL

0,1.1,0237.26,25 NNaOH = ——————— 25

NNaOH = 0,1075

0,1075 fcNaOH = ——— 0,1000

fcNaOH = 1,075

HIDRÓXIDO DE SÓDIO

NaOH 0,1 N

fc = 1,075