Métodos Volumétricos 11/27/2013. Volumetria de Neutralização. Volumetria de Precipitação. Volumetria de Complexação. Volumetria de Óxido-Redução
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- Lucca Fonseca Aquino
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1 Métodos Volumétricos Volumetria de Neutralização Volumetria de Precipitação Volumetria de Complexação Volumetria de Óxido-Redução 1 Volumetria de Neutralização Titulação de: (a) ácidos fortes com bases fortes (b) Ácidos fracos com bases fortes (c) Bases fracas com ácidos fortes (d) Ácidos polipróticos 2 Titulações Ácido-Base HX + BOH BX + H 2 O Informações: ph Ponto Inicial (Antes do P.E.) Ponto de Equivalência (P.E.) Após a Equivalência 3 1
2 Ponto Inicial: V NaOH = 0 ml [HCl] = 0,100 mol/l 0,100 mol/l ph = 1,0 NaOH 0,100 mol/l 50,00 ml de HCl 0,100 mol/l 4 ph após adição de 1,00 ml de NaOH? [HCl] = n* HCl V Sol n* HCl = n HCl - n NaOH V Sol = V HCl + V NaOH n HCl = C HCl V HCl n NaOH = C NaOH V NaOH [HCl] = (C HCl V HCl ) (C NaOH V NaOH ) V HCl + V NaOH (C HCl V HCl ) (C NaOH V NaOH ) V HCl + V NaOH 5 ph após adição de 1,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0,1000 1,00) 50,00 + 1,00 0,09608 mol/l ph = 1,02 ph após adição de 25,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) 50, ,00 0,03333 mol/l ph = 1,48 6 2
![[HCl] = n* HCl V Sol n* HCl = n HCl - n NaOH V Sol = V HCl + V NaOH n HCl = C HCl V HCl n NaOH = C NaOH V NaOH [HCl] = (C HCl V HCl ) (C NaOH V](/docs-images/42/22867637/images/page_2.jpg "NaOH ) V HCl + V NaOH (C HCl V HCl ) (C NaOH V NaOH ) V HCl + V NaOH 5 ph após adição de 1,00 ml (0,1000 50,00) (0,1000 1,00) 50,00 + 1,00")
3 ph após adição de 45,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) 50, ,00 5, mol/l ph = 2,28 ph após adição de 49,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) 50, ,00 1, mol/l ph = 2,99 7 ph após adição de 49,50 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,50) 50, ,50 5, mol/l ph = 3,30 ph após adição de 49,90 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,90) 50, ,90 1, mol/l ph = 4,00 8 ph após adição de 49,95 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,95) 50, ,95 5, mol/l ph = 4,30 ph após adição de 49,99 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,99) 50, ,99 1, mol/l ph = 5,00 9 3
4 ph após adição de 50,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) 50, ,00 n HCl = n NaOH K W = [H 3 O + ][OH - ] = 1, [H 3 O + ] = 1, ph = 7,00 10 ph após adição de 50,10 ml de NaOH? [NaOH] = n* NaOH V Sol n* NaOH = n NaOH - n HCl V Sol = V HCl + V NaOH n HCl = C HCl V HCl n NaOH = C NaOH V NaOH [NaOH] = [OH - ] = (C NaOH V NaOH ) - (C HCl V HCl ) V HCl + V NaOH (C NaOH V NaOH ) - (C HCl V HCl ) V HCl + V NaOH 11 ph após adição de 50,10 ml de NaOH? (0, ,10) (0, ,00) [OH - ] = 50, ,10 [OH - ] = 9, mol/l ph = 10,0 ph após adição de 50,50 ml de NaOH? (0, ,50) (0, ,00) [OH - ] = 50, ,50 [OH - ] = 4, mol/l ph = 10,7 12 4
![[NaOH] = n* NaOH V Sol n* NaOH = n NaOH - n HCl V Sol = V HCl + V NaOH n HCl = C HCl V HCl n NaOH = C NaOH V NaOH [NaOH] = [OH - ] = (C NaOH V NaOH ) - (C HCl V HCl ) V HCl](/docs-images/42/22867637/images/page_4.jpg "+ V NaOH (C NaOH V NaOH ) - (C HCl V HCl ) V HCl + V NaOH 11 ph após adição de 50,10 ml de NaOH?")
5 ph 11/27/2013 ph após adição de 51,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) [OH - ] = 50, ,00 [OH - ] = 9, mol/l ph = 11,0 ph após adição de 75,00 ml de NaOH? (0, ,00) (0, ,00) [OH - ] = 50, ,00 [OH - ] = 0,02000 mol/l ph = 12, Ponto de Equivalência V NaOH (ml) 14 Indicadores de ph HIn + H 2 O H 3 O + + In - Cor da forma ácida (A) Cor da forma básica (B) K I = [H 3 O + ] [In - ] [HIn] [In - ] [HIn] = K I [H 3 O + ] 15 5
![NaOH? (0,1000 75,00) (0,1000 50,00) [OH - ] = 50,00 + 75,00 [OH - ] = 0,02000 mol/l ph = 12,3 13 14 12 10 8 6 4 Ponto de](/docs-images/42/22867637/images/page_5.jpg "Equivalência 2 0 0 20 40 60 80 100 V NaOH (ml) 14 Indicadores de ph HIn + H 2 O H 3 O + + In - Cor da forma ácida (A) Cor da")
6 Indicadores de ph K [In - I ] [Forma com cor (B)] = = [H 3 O + ] [HIn] [Forma com cor (A)] Cor de (B) = amarela Cor de (A) = vermelha [HIn] [In - ] [In - ] [HIn] [H 3 O + ] = 10 = 10 ph = pk - 1 K I [H 3 O + ] = 10 = 0,10 ph = pk + 1 K I 16 ph = pk 1 Indicadores de ph Intervalo de viragem do indicador i) ftaleínas: fenolftaleína ii) Sulfoftaleínas: vermelho de fenol iii) azo compostos: alaranjado de metila 17 Fenolftaleína: pk IN = 9,6 ph: 8,3 a 10,0 Indicadores de ph 18 6
7 Indicadores de ph 19 Exercício Para a titulação de 25,00 ml de HCl 0,250 mol/l com solução de NaOH 0,250 mol/l, calcule o valor do ph da solução após a adição de cada alíquota de NaOH e construa a curva dos valores de ph em função do volume de NaOH adicionado. V NaOH (ml) ph V NaOH (ml) ph 0 25,01 1,00 25,10 10,00 25,50 20,00 30,00 24,50 35,00 24,95 40,00 24,99 45,00 25,00 50,00 20 Ponto Inicial: V NaOH = 0 ml HAc + H 2 O H 3 O + + Ac - H 2 O H + + OH - NaOH 0,100 mol/l 50,00 ml de HAc 0,100 mol/l HAc = CH 3 COOH; Ka = 1,
8 Ponto Inicial: V NaOH = 0 ml K a = [H 3 O + ] [Ac - ] [HAc] K a [HAc] = [H 3 O + ] [Ac - ] [H 3 O + ] [OH - ] = K W [HAc] + [Ac - ]= C HAc [Ac - ] + [OH - ] (1) (2) (3) (4) 22 Ponto Inicial: V NaOH = 0 ml [HAc] = C HAc [Ac - ] K a C HAc = [H + ] 2 [H + ] 2 = (1, ) (0,1000) [H + ] 2 = 1, mol/l ph = 2,87 23 ph após a adição de 25 ml de NaOH? solução resultante = HAc (sem reagir) + NaAc. ph após a adição de 25 ml de NaOH? Calcular o ph de uma solução tampão. 24 8
![HAc = [H + ] 2 [H + ] 2 = (1,8 10-5 ) (0,1000) [H + ] 2 = 1,34 10-3 mol/l ph = 2,87 23 ph após a adição de 25 ml de](/docs-images/42/22867637/images/page_8.jpg "NaOH? solução resultante = HAc (sem reagir) + NaAc. ph após a adição de 25 ml de NaOH?")
9 ph após a adição de 25 ml de NaOH? C HAc = C HAc = (C HAc V HAc ) (C NaOH V NaOH ) V HAc + V NaOH (0, ,00) (0, ,00) 50, ,00 C HAc = 3, mol/l 25 ph após a adição de 25 ml de NaOH? C Ac- = C Ac- = C NaOH V NaOH V HAc + V NaOH (0, ,00) 50, ,00 C Ac- = 3, mol/l 26 HAc, H +, Ac -, OH -, Na + [Na + ] = 3, mol/l K a [HAc] = [H 3 O + ] [Ac - ] [H 3 O + ] [OH - ] = K W [HAc] + [Ac - ]= C HAc + C Ac- [H + ] + [Na + ] = [Ac - ] + [OH - ] 27 9
10 C Ac- = [HAc] + [Ac - ] C HAc C Ac- = [Na + ] [H + ] + [HAc] + [Ac - ] C HAc = [Ac - ] + [OH - ] [H + ] + [HAc] = C HAc + [OH - ] [HAc] = C HAc [Ac - ]= C Ac- 28 K a C HAc = [H 3 O + ] C Ac- K [H 3 O + ] (3, a (3, ) = ) K a = [H 3 O + ] = 1, ph = 4,75 [H 3 O + ] = K a C HAc C Ac- Equação para cálculo do ph antes do ponto de equivalência; exceto para V NaOH = 0 ml 29 ph após a adição de 50,0 ml de NaOH? C Ac- = C Ac- = C NaOH V NaOH V HAc + V NaOH (0, ,00) 50, ,00 C Ac- = 5, mol/l 30 10
![ph = 4,75 [H 3 O + ] = K a C HAc C Ac- Equação para cálculo do ph antes do ponto de equivalência; exceto para V NaOH = 0 ml 29 ph](/docs-images/42/22867637/images/page_10.jpg "após a adição de 50,0 ml de NaOH?")
11 ph após a adição de 50,0 ml de NaOH? Ac - + H 2 O HAc + OH - K h = [HAc] [OH - ] [Ac - ] = K W K a K h = 1, , = 5, ph após a adição de 50,0 ml de NaOH? [Ac - ] K h = [HAc] [OH - ] [H 3 O + ] [OH - ] = K W [HAc] + [Ac - ]= C Ac- [H + ] + [Na + ] = [Ac - ] + [OH - ] 32 ph após a adição de 50,0 ml de NaOH? C Ac- = [Na + ] [H + ] + [HAc] + [Ac - ] = [Ac - ] + [OH - ] [H + ] + [HAc] = [OH - ] [HAc] = [OH - ] [Ac - ] = C Ac
![h = [HAc] [OH - ] [H 3 O + ] [OH - ] = K W [HAc] + [Ac - ]= C Ac- [H + ] + [Na + ] = [Ac - ] + [OH - ] 32 C Ac-](/docs-images/42/22867637/images/page_11.jpg "= [Na + ] [H + ] + [HAc] + [Ac - ] = [Ac - ] + [OH - ] [H + ] + [HAc] = [OH - ] [HAc] = [OH - ] [Ac - ] = C Ac-")
12 ph após a adição de 50,0 ml de NaOH? [Ac - ] K h = [HAc] [OH - ] C Ac- K h = [OH - ] 2 [OH - ] 2 = (5, ) (5, ) [OH - ] = 5, poh = 5,28; ph = 8,72 34 ph após a adição de 75,0 ml de NaOH? C NaOH = (C NaOH V NaOH ) - (C HAc V HAc ) V HAc + V NaOH (0, ,00) (0, ,00) C NaOH = 50, ,00 C NaOH = 2, mol/l poh = 1,70; ph 12,30 35 Exercício Para a titulação de 25,00 ml de CH 3 COOH 0,100 mol/l com solução de NaOH 0,100 mol/l, calcule o valor do ph da solução após a adição de cada alíquota de NaOH e construa a curva dos valores de ph em função do volume de NaOH adicionado. O valor do K a é 1, V NaOH (ml) ph V NaOH (ml) ph 0 25,01 1,00 25,10 10,00 25,50 20,00 30,00 24,50 35,00 24,95 40,00 24,99 45,00 25,00 50,
13 Bases Fracas com Ácidos Fortes Ponto Inicial: V HCl = 0 ml B + H 2 O BH + + OH - H 2 O H + + OH - HCl 1, mol/l 50,00 ml de NH 3 1, mol/l Kb = 1, Exercício Para a titulação de 25,00 ml de NH 3 0,100 mol/l com solução de HCl 0,100 mol/l, calcule o valor do ph da solução após a adição de cada alíquota de HCl e construa a curva dos valores de ph em função do volume de HCl adicionado. O valor do K b é 1, V NaOH (ml) ph V NaOH (ml) ph 0 25,01 1,00 25,10 10,00 25,50 20,00 30,00 24,50 35,00 24,95 40,00 24,99 45,00 25,00 50, ,0 12,0 10,0 8,0 6,0 5,36 11, ,70 10,3 9,70 9,3 8,73 8,16 7,45 7,00 6,44 12, ,80 12,90 12,22 12,36 12,46 12,52 12,60 12,70 HCl HAc 4,58 4,30 4,0 3,60 3,38 2,88 2,59 2,0 1,55 0,97 0,60,63 0,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,
14 14 HAc Hidrólise Região tamponante 2 0 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50, HAc Excesso de íons OH ,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,
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