Os indicadores
e C apresentam constantes
iguais a 1,0.10
;
e
, respectivamente. Calcule a faixa de pH em que ocorre a viragem para cada indicador. Qual destes indicadores é mais apropriado para titular (a) um ácido forte com base forte, (b) um ácido fraco com base forte e © uma base fraca com um ácido forte? Justifique.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos três indicadores
,
e
com constantes de ionização
iguais a
,
e
, respectivamente. Precisamos calcular a faixa de pH em que cada indicador muda de cor e determinar qual é mais adequado para diferentes tipos de titulações ácido-base.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a faixa de pH de viragem de um indicador está relacionada ao seu valor
, que é o logaritmo negativo da constante de ionização:
Vamos calcular
para cada indicador.
Passo 3
Calculando
:
Para o indicador
:
Para o indicador
:
Para o indicador
:
Passo 4
A faixa de pH em que o indicador muda de cor geralmente abrange cerca de
da
. Então, vamos determinar essa faixa para cada indicador.
Para o indicador
:
Faixa de pH: 4 a 6
Para o indicador
:
Faixa de pH: 6,74 a 8,74
Para o indicador
:
Faixa de pH: 8,52 a 10,52
Passo 5
Agora, vamos analisar qual indicador é mais apropriado para cada tipo de titulação.
(a) Ácido forte com base forte: A titulação de um ácido forte com uma base forte tem ponto de equivalência em pH 7, que é neutro. O indicador ideal deve ter uma faixa de viragem próxima a esse valor. O indicador
tem faixa de 6,74 a 8,74, que engloba pH 7.
(b) Ácido fraco com base forte: A titulação de um ácido fraco com uma base forte resulta em um ponto de equivalência com pH acima de 7 (básico). O indicador
tem uma faixa de viragem mais abaixo, enquanto
já cobre pH 7 e acima. Portanto, o indicador
também é adequado aqui.
© Base fraca com ácido forte: A titulação de uma base fraca com um ácido forte resulta em um ponto de equivalência com pH abaixo de 7 (ácido). O indicador
com faixa de 4 a 6 está mais próximo desse pH.
Resposta
(a) Indicador
para ácido forte com base forte;
(b) Indicador
para ácido fraco com base forte;
© Indicador
para base fraca com ácido forte.