Teoria

A volumetria de neutralização, ou titulação de neutralização é um método analítico que envolve uma reação ácido base e serve pra descobrir o pH de soluções ácidas ou básicas!

Pra fazer a titulação, usamos esse aparato aqui:

Titulação
Titulação

Dentro desse vidrinho que chamamos de erlenmeyer fica o titulado, que é a solução de pH desconhecido. Na bureta temos o titulante. Ele é a solução de concentração conhecida e irá reagir com o titulado. Vamos imaginar a seguinte reação:

Reação de Neutralização
Reação de Neutralização

Nesse exemplo o hidróxido de sódio fica dentro da bureta, durante a titulação abrimos a torneirinha e vamos liberando aos poucos. A titulação acaba quando todo o for consumido.

-Mas como eu sei que o ácido foi consumido? 😖

Excelente pergunta! Lá no início da titulação a gente coloca um indicador no erlenmeyer, ele faz a cor da solução mudar de cor quando o P.E. é atingido. Nesse exemplo o indicador poderia ser a fenolftaleína, que deixa a solução rosinha! 😍

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Na faculdade geralmente essa matéria é cobrada no laboratório e temos que fazer aqueles relatórios enoormes. Ou então em química analítica teórica e na prova é um deus nos acuda pra dar tempo de fazer as questões!

Você só precisa aprender dois tipos de cálculo, o da titulação ácido base forte e o de ácido fraco base forte…depois é só repetir o método! Bora aprender? 😉

Titulação Ácido-Base Forte

Vamos aprender com um exemplo! Nesse caso iremos titular de ácido clorídrico com de hidróxido de sódio . Teremos a seguinte reação de neutralização:

Titulação de HCl com NaOH
Titulação de HCl com NaOH

Existem 3 momentos diferentes durante a titulação: Antes do ponto de equivalência, no ponto de equivalência e depois do ponto de equivalência! A gente vai aprender como calcular o pH da solução em cada um desses momentos!

Antes do ponto de equivalência

A medida que adicionamos a base ela consome o ácido! Como estamos falando de ácido e base fortes podemos considerar que essa reação ocorre imediatamente. Ou seja, se eu adiciono uma molécula de , ela neutraliza uma molécula de . Beleza?

Vamos calcular o pH da solução depois de adicionarmos de base. Para isso fazemos:

Pra calcular o pH da solução precisamos saber a nova concentração de na solução, para isso usamos a seguinte fórmula:

Cálculo da concentração de ácido
Cálculo da concentração de ácido

Quando a gente subtrai o número de mols de base adicionados do número inicial de ácido, temos o número de mols restante de ácido. Dividindo isso pelo volume, achamos a concentração de ! 😍

Lembrando que esse raciocínio só é válido porque temos ácido e base fortes, então eles estão completamente dissociados. Substituindo os dados:

Agora sim podemos calcular o pH:

Esse cálculo é igualzinho pra qualquer volume de antes do ponto de equivalência!

No ponto de Equivalência

No ponto de equivalência todo o ácido foi consumido, então podemos dizer que:

Para calcular o pH no ponto de equivalência, usaremos a constante de dissociação da água:

Como a concentração de ácido e base são iguais, podemos fazer:

Logo a concentração de será:

Calculando o pH, temos:

Esse resultado faz muito sentido, pois 7 é o pH de uma solução neutra! Ou seja, uma solução que não tem nem ácido nem base livres!

Após o de Equivalência

Após o ponto de equivalência teremos um excesso de , então precisamos calcular esse excesso fazendo:

Concentração de OH- após o ponto de equivalência
Concentração de OH- após o ponto de equivalência

Para calcular o pH usamos a seguinte relação:

Calculamos o pOH:

Para o nosso exemplo, se adicionarmos de ácido, teríamos:

Agora calculamos o pH:

Titulação Ácido Fraco e Base Forte

Na titulação de um ácido fraco com uma base forte temos que considerar que o ácido não esta completamente dissociado então vamos usar a constante de dissociação do ácido para fazer as contas antes do ponto de equivalência, no ponto e após o ponto de equivalência!

Antes do Início da titulação

Como o ácido não esta completamente dissociado, precisamos calcular o pH da solução antes de começar a titulação, para isso usamos a seguinte fórmula:

Antes do Ponto de Equivalência

Antes do ponto de equivalência o ácido não foi completamente consumido, então para calcularmos a concentração de ácido, fazemos:

Concentração de ácido antes do ponto de equivalência em uma titulação ácido fraco base forte
Concentração de ácido antes do ponto de equivalência em uma titulação ácido fraco base forte

No Ponto de Equivalência

No ponto de equivalência todo o ácido foi consumido, mas nesse caso o pH não vai ser igual a 7! Aqui vamos calcular a concentração de hidróxido pra só depois calcular o pH.

Usamos a seguinte fórmula:

Concentração de base no ponto de equivalência em uma titulação ácido fraco base forte
Concentração de base no ponto de equivalência em uma titulação ácido fraco base forte

Após o Ponto de Equivalência

Após o ponto de equivalência precisamos calcular o excesso de base, para isso usamos a seguinte fórmula:

Sabendo a concentração da base, calculamos o pH da mesma forma que na titulação ácido-base forte!

Curva de Titulação

Para construir o ponto de titulação a gente precisa calcular a pH da solução em alguns pontos antes do ponto de equivalência, no ponto de equivalência e após o ponto de equivalência. Fazendo isso é só marcar os pontos no gráfico!

A curva de titulação de um ácido forte com uma base forte, por exemplo, terá esse formato aqui:

Curva de titulação de um ácido forte com uma base forte
Curva de titulação de um ácido forte com uma base forte

Agora vamos praticar com exercícios?

Titulação Ácido-Base Forte

Titulação Ácido Fraco e Base Forte

Curva de Titulação

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