Titulometria Conceitos gerais UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Química Analítica Clássica Titulometria Conceitos gerais Profa. Kátia Messias Bichinho 2010/2

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Química Analítica Clássica Conteúdo 1. Titulometria 2. Titulometria volumétrica 3. Reações químicas 4. Tipos de titulometrias volumétricas 5. Padrão primário 6. Padrão secundário 7. Solução padrão 8. Titulação 9. Retrotitulação 10. Ponto de equivalência 11. Ponto final e indicadores 12. Outros tipos de titulometrias

Química Analítica Clássica Titulometria A titulometria inclui um grupo de métodos analíticos clássicos baseados na medição de uma quantidade de um reagente de concentração exatamente conhecida que é necessária para reagir completamente com o analito.

Titulometria volumetria ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumetria ou Volumetria A titulometria volumétrica ou volumetria corresponde a um tipo de titulometria na qual o volume de uma solução de concentração exatamente conhecida, que é necessária para reagir completamente com o analito, é medido. Envolve a medida do volume de uma solução padrão necessário para reagir essencial e completamente com o analito.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Exemplo: titulação de H2SO4 com NaOH T I U L A Ç Ã O Solução padrão de NaOH (concentração exatamente conhecida) ou titulante. O volume gasto será medido na bureta. Solução de H2SO4 (concentração desconhecida do analito). O volume conhecido (medido com pipeta volumétrica).

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Quais características principais são importantes para que uma reação seja utilizada em titulometria? 1. Deve ser uma reação simples que possa ser expressa por meio de uma equação química, ou seja, o analito deve reagir completamente com a solução titulante, em proporções estequiométricas ou equivalentes.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Quais características principais são importantes para que uma reação seja utilizada em titulometria? 2. A reação de ser rápida em termos de cinética química, característica que as soluções de ácidos e bases fortes possuem.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Quais características principais são importantes para que uma reação seja utilizada em titulometria? 3. No ponto de equivalência deve haver alguma alteração física ou química que possa ser facilmente identificada. O uso de indicadores é bastante comum para facilitar a identificação do ponto de equivalência ou final.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Classificação das reações químicas em titulometria volumétrica Reações de neutralização: entre ácidos e bases Ex: NaOH e HCl 2. Reações de precipitação: entre íons que formam precipitados. Ex: íon prata e íon cloreto formando AgCl(s) 3. Reações de oxirredução Ex: determinação de hipoclorito com tiosulfato de sódio 4. Reações de formação de complexos Ex: determinação de cálcio com EDTA

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é padrão primário em titulometria? É um composto de elevada pureza química que serve como material de referência para os métodos titulométricos de análises químicas quantitativas. A precisão e a exatidão dos resultados obtidos é criticamente dependente das propriedades físicas e químicas dos padrões primários.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é padrão primário em titulometria? São requisitos importantes para um padrão primário: elevada pureza química; estabilidade ao ar; ausência de água de hidratação para que a composição do sólido não se altera com a umidade do ar; custo acessível e disponibilidade de obtenção solubilidade adequada no meio; massa molar elevada para minimizar erros durante a medida de massa em balança analítica.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é padrão secundário em titulometria? Padrão secundário é um composto cuja pureza pode ser estabelecida por meio de análise química quantitativa e que serve de referência para os métodos titulométricos . Não preenche todos os requisitos exigidos para um padrão primário, mas sua pureza pode ser adequadamente estabelcida, assegurando as condições da análise titulométrica.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é uma solução padrão em titulometria? Solução padrão é o mesmo que solução titulante ou apenas titulante. É um reagente que possui concentração exatamente conhecida. Pode ser obtida a partir da diluição de uma quantidade de massa conhecida de um padrão primário.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é uma solução padrão em titulometria? As soluções padrão desempenham papel central nos métodos titulométricos de análise química e devem ter as seguintes características: ser suficientemente estável; reagir rapidamente com o analito; reagir completamente com o analito para que o ponto final seja obtido satisfatoriamente; 4. reagir seletivamente com o analito.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Determinação da concentração da solução padrão Dois métodos básicos são utilizados: Método direto Uma quantidade de massa de um padrão primário cuidadosamente medida em balança analítica é dissolvida em solvente adequado e a solução obtida elevada a um volume conhecido, em balão volumétrico.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Determinação da concentração da solução padrão Dois métodos básicos são utilizados: 2. Padronização a) Uma solução padrão preparada é titulada contra uma quantidade de massa conhecida de um padrão primário; b) Uma solução padrão preparada é titulada contra um volume conhecido de uma solução padrão cuja concentração foi determinada pelo método direto.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Determinação da concentração da solução padrão Método direto - exemplo T I U L A Ç Ã O Solução padrão cuja concentração foi determinada pelo método direto Massa em g de reagente padrão primário solubilizado em solvente adequado (em geral, água). Sei quantos móis de padrão primário tenho no erlenmeyer.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria Determinação da concentração da solução padrão Padronização - exemplo T I U L A Ç Ã O Solução padrão preparada que terá sua concentração determinada por titulometria. Volume conhecido de uma solução padrão cuja concentração foi determinada pelo método direto (massa de padrão primário). Concentração conhecida.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é titulação? A titulação é um processo no qual a solução padrão é adicionada lenta e cuidadosamente à solução contendo o analito até que a reação química esteja completa, ou seja, momento em que o analito foi completamente consumido, reagiu completamente.

Titulometria volumétrica ou Volumetria Química Analítica Clássica Titulometria volumétrica ou Volumetria O que é retrotitulação? A retrotitulação é um processo no qual o excesso estequimétrico de uma solução padrão é usado para reagir completamente com o analito, ou seja, consumir o analito, é medido. É uma opção analítica importante e frequentemente utilizada quando a velocidade da reação química entre o analito e a solução titulante é lenta ou quando a estabilidade da solução titulante é baixa.

Entendendo a retrotitulação Química Analítica Clássica Entendendo a retrotitulação Volume de solução padrão inicial: 50,00 mL Volume de solução padrão gasto para reagir totalmente com o analito:15,25 mL Será retrotitulado o volume de solução padrão que não reagiu: 50,00 – 15,25 = 34,75 mL

Entendendo a retrotitulação Química Analítica Clássica Entendendo a retrotitulação Exemplo: retrotitulação de íon fosfato com solução padrão de nitrato de prata. 3Ag+ + PO43-  Ag3PO4 (s) Volume conhecido de solução padrão de AgNO3 é adicionado em excesso, em termos estequimétricos. O volume de AgNO3 que sobrou após a completa reação com o analito é retrotitulado com solução padrão de tiocianato: 3Ag+ + SCN-  AgSCN (s)

Química Analítica Clássica Como sabemos em que momento a reação entre a solução padrão e a solução contendo o analito ocorreu de forma completa? Quando o ponto de equivalência é atingido. O ponto de equivalência é o momento em que a titulação está concluída. É o ponto final teórico ou estequimétrico da titulação. OBS: não conseguimos determinar o ponto de equivalência de uma titulação, mas podemos estimar sua posição no tempo de reação pela observações de algumas alterações na solução que contém o analito.

Como sabemos que uma determinada reação atingiu o ponto final? Química Analítica Clássica Como sabemos que uma determinada reação atingiu o ponto final? O ponto final é definido no momento em que ocorrem alterações perceptíveis na solução que contém o analito, ou seja, na solução que está sendo titulada, mudanças que estão associadas à condição de equivalência química. São exemplos: Alteração de coloração Turvação Formação de precipitados

Identificação do ponto final Química Analítica Clássica Identificação do ponto final É usual a adição de reagentes auxiliares que facilitam a percepção do ponto final. Tais reagentes em titulometria volumétrica são chamados de indicadores. Em geral, os indicadores evidenciam alterações de cor quando atingido o ponto final. FeCl3 + SCN-  FeSCN2- incolor vermelho Indicador

Ponto de equivalência e ponto final Química Analítica Clássica Ponto de equivalência e ponto final Em titulometria, todo o cuidado é dedicado para que haja a menor diferença possível entre o ponto de equivalência e o ponto final da titulação que é percebido pelo analista ou medido em equipamento analítico. Entretanto, essa diferença existe é determina o erro de titulação: Et = Vpf – Vpe Et = erro de titulação Vpf = volume gasto até a identificação do ponto final Vpe = volume teórico para atingir o ponto de equivalência

Identificação do ponto final Química Analítica Clássica Identificação do ponto final Outros recursos podem ser utilizados para identificar o ponto de equivalência em titulometria, quando não se dispõe de um indicador apropriado, medindo alterações de: Diferença de potencial elétrico titulação potenciométrica; Condutividade elétrica titulação condutimétrica; Corrente elétrica titulação amperométrica; Absorbância de um composto titulação espectrofotométrica.

Cálculos volumétricos Química Analítica Clássica Cálculos volumétricos Equações importantes 1) nA = mA / MMA onde: nA = número de móis mA = massa da substância química MMA = massa molar da substância química 2) M1V1 = M2V2 onde: M = molaridade das soluções V = volumes de cada solução, respectivamente.

Cálculos volumétricos Química Analítica Clássica Cálculos volumétricos Equações importantes 3) nA = CA x VA onde: nA = número de móis CA = concentração da solução VA = volume da solução 4) Fator estequiométrico - exemplo Na2 CO3 ↔ 2Na+ + CO3 2- (um mol de carbonato de sódio para dois móis de íon sódio).

Cálculos volumétricos Química Analítica Clássica Cálculos volumétricos Exercícios A) Descrever a preparação de 2,0 L de AgNO3 0,05 mol L-1 a partir do reagente sólido de grau padrão primário. MMAgNO3 = 169,87 g mol -1 . B) Uma solução 0,01 mol L-1 é necessária para calibrar um fotômetro de chama. Descrever como 500 mL dessa solução devem ser preparados a partir de carbonato de sódio (Na2CO3). MM = 105,99 g mol-1. C) A partir da solução obtida no item B), como você deve preparar uma solução padrão que seja 0,005 mol L-1, 0,002 mol L-1 e 0,001 mol L-1 em Na+?