Titulação - Quimica

Titulação 

(ou Volumetria) 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 substância de interesse em qualquer determinação recebe o nome de analito. A espécie química com concentração definida recebe o nome de titulante, que é, em geral, uma solução obtida a partir de um padrão primário, podendo ser um sal ou uma substância gerada na solução que se deseja valorar. A solução a ter sua concentração determinada recebe o nome de titulado.

Existem vários tipos de titulação, destacando-se a titulação ácido-base, titulação de oxidação-redução e titulação de complexação

Em Medicina, titulação é o processo de ajustar, gradualmente, a dosagem da medicação até se conseguir o efeito desejado com êxito. Mas no tema aqui delimitado, estamos utilizando a definição de titulação como uma ferramenta Analítica de determinação da concentração de uma Substância Química, comum nas áreas das Ciências Biológicas, Farmácia e Química.

Titulação ácido-base

Titulação ácido-base com elaboração de uma curva de titulação.

Neste processo faz-se reagir um ácido com uma base para que se atinja o ponto de equivalência. À medida que é adicionado o titulante ao titulado, o pH da solução (titulante+titulado) vai variar, sendo possível construir um gráfico desta variação, ao qual se dá o nome de curva de titulação. O ponto de equivalência pode variar dependendo da concentração inicial do titulante e do titulado.

Normalmente, para se fazer uma titulação, utiliza-se um frasco de erlenmeyer (onde são postos o titulado, água, um indicador ácido/base) e uma bureta, onde está contido o titulante.

Titulação Ácido forte/Base forte

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá aproximadamente em pH 7, pois o ácido ioniza-se praticamente na totalidade e a base se dissocia praticamente na totalidade. Quando os íons H₃O⁺ e OH^- reagem, formam água. Um exemplo deste tipo de titulação é a titulação de uma solução de HCl com NaOH:

HCl_(aq) → Cl^-_(aq) + H₃O⁺_(aq) (ionização do ácido)

NaOH_(aq) → Na⁺_(aq) + OH^-_(aq) (dissociação da base)

OH^-_(aq) + H₃O⁺_(aq) ↔ 2H₂O_(l) (a reação de neutralização que ocorre na titulação)

O Na⁺ e Cl^- resultante da reação entre o ácido forte HCl (ácido clorídrico) e a base forte (hidróxido de sódio) são considerados íons neutros em solução, pois não sofrem hidrólise ácida ou básica.

HCl_(aq) + NaOH_(aq) → Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq) + H₃O⁺_(l)

Numa titulação de uma base forte com um ácido forte ocorre o mesmo tipo de reações e o ponto de equivalência é o mesmo, tendo como diferença a forma da curva de titulação (em vez de ser crescente é decrescente).

Titulação Ácido fraco/Base forte

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH superior a 7, devido à hidrólise do ânion do ácido fraco, que é uma hidrólise que origina íons OH^–.

Ex.: Titulação do ácido acético com o hidróxido de sódio:

CH₃COOH_(aq) + NaOH_(aq) → NaCH₃COO^–_(aq) + H₂0_(l)

NaCH₃COO^–_(aq) → Na⁺_(aq) + CH₃COO^–_(aq)

Como o Na⁺ é uma partícula neutra do ponto de vista ácido-base (cátion de uma base forte não hidrolisa), apenas o CH₃COO^- (ânion de um ácido fraco) sofrerá hidrólise, como mostrado abaixo:

CH₃COO^-_(aq)+ H₂O_(l) → CH₃COOH_(aq) + OH^-

Os íons OH^– aumentarão o pH da solução pois irão reagir com H₃O⁺ pela equação:

OH^-_(aq) + H₃O⁺_(aq) → 2H₂O_(l)

 

 

 

Titulação Base fraca/Ácido forte

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH inferior a 7, devido à hidrólise do cátion resultante ser ácida.

Como a base é fraca, o seu ácido conjugado será forte, que facilmente reagirá com a água, formando ions H₃O⁺.

Um exemplo deste tipo de titulação é a titulação do amoníaco com o ácido clorídrico:

HCl_(aq) + NH_3(aq) → NH₄Cl_(aq) + H₂O_(l)

 

Titulação Base fraca/Ácido fraco

Este caso será exemplificado pela titulação de 100 mL de ácido acético 0.1N (Ka= 1,8 x 10-5) com amônia aquosa 0,1 N (Kb= 1,8 x 10-5). O pH no ponto de equivalência será dado por:

pH = l/2pKw +1/2pKa -l/2pKb = 7,0+2,37 -2,37 = 7,0

Ex.: A curva de neutralização de 100 mL de CH₃COOH 0,1 N com NH₃ 0,1 N

A curva de neutralização até o ponto de equivalência é quase idêntica à do caso em que se usa hidróxido de sódio 0,1 M (0,1 N) como base; além do ponto de equivalência, a titulação consiste virtualmente na adição de uma solução aquosa de amônia 0,1 M (0,1 N) a uma solução 0,1 M de acetato de amônio.

Como nenhuma mudança brusca de pH é observada, não se pode obter um ponto final nítido com indicador simples algum. Pode-se algumas vezes encontrar um indicador misto que exiba uma mudança de cor nítida num intervalo de pH muito pequeno. Assim, nas titulações de ácido acético-amônia, pode-se usar o indicador misto de vermelho neutro com azul de metileno; mas, de um modo geral é melhor evitar-se o uso de indicadores nas titulações que envolvam tanto ácido fraco como base fraca.