Ácidos e Bases. O ph de soluções de sais

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1 Ácidos e Bases O ph de soluções de sais

2 ph de soluções de sais Se medirmos o ph de uma solução de sal, em geral não encontramos o valor "neutro" do ph = 7 Se neutralizamos ácido acético 0,3 mol/dm 3 com hidróxido de sódio 0,3 mol/dm 3,a solução resultante de acetato de sódio tem ph = 9,0. Como pode ser isso? Como é que o produto de uma reacção de neutralização que foi completa pode ter um ph diferente do "neutro"? A teoria de Bronsted-Lowry fornece a resposta 2

3 ph de soluções de sais Só quais as espécies em solução podemos perceber o que se passa CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) H 2 O (l) + CH 3 COONa (aq) ph=9 Sabemos que no final da reacção tenho em solução: H 2 O (l) H 3 O + (aq) + OH - (aq) CH 3 COO - (aq) Na + (aq) Então o ph só é igual a 9 se um iões acetato ou sódio reagirem originando mais iões hidróxido, porque da autoprotólise da água temos [H 3 O + ] = [H 3 O + ] que a 25ºC é igual a 1x10-7 mol/dm 3 o que implicaria a solução neutra. 3

4 ph de soluções de sais De acordo com a teoria Bronsted-Lowry, um ião pode ser um ácido ou uma base. O ião acetato, por exemplo, é uma base, e o ião amónio é um ácido. Consequentemente, não é surpreendente que uma solução de um sal seja ácida ou básica. 4

5 ph de soluções de sais Como saber? 1. Todos os catiões que são os ácidos conjugados de bases fracas agem como doadores de protões, então podemos esperar que eles dêem soluções ácidas. 2. Todos os aniões que são os bases conjugadas de ácidos fracos agem como receptores de protões, então podemos esperar que eles dêem soluções básicas. 3. O carácter ácido dos iões monoatómicos - e o fato de alguns iões não agirem como ácidos - pode surgir de várias maneiras: Catiões metálicos altamente carregados e pequenos podem agir como ácidos de Lewis em água, como, por exemplo, Al 3+ e Fe 3+ que produzem soluções ácidas, mesmo que os catiões por si só não tenham protões para doar 5

6 ph de soluções de sais Em água, os catiões Al 3+ existem como iões hidratados que podem agir como ácidos de Bronsted Embora, por clareza, somente quatro moléculas de água sejam mostradas aqui, os catiões metálicos têm normalmente seis moléculas de H 2 O ligadas a eles Os protões vêm das moléculas de água que hidratam iões em solução. As moléculas de água agem como bases de Lewis e compartilham electrões com o catião metálico. Esta perda parcial de electrões enfraquece as ligações O-H e permite que um ou mais iões hidrogénio sejam perdidos. Iões pequenos e altamente carregados exercem uma grande atracção sobre os electrões e assim formam soluções mais ácidas. 6

7 Titulação ANÁLISE VOLUMÉTRICA 7

8 A Análise Volumétrica TITULAÇÃO O nome titulação vem de uma palavra francesa antiga, titration, que significa "ensaio" - um teste de qualidade. Uma das técnicas mais comuns para a determinação da concentração de um soluto é a titulação. São usadas diariamente para controlar a pureza da água e a composição do sangue, e no controle de qualidade de indústrias de alimentos. A solução a ser analisada é chamada de titulado, e um volume conhecido é transferido para um erlenmeyer. A solução contendo uma concentração conhecida de reagente, o titulante, é colocada numa bureta, geralmente, e faz-se reagir gota a gota, com o titulado, até que todo tenha reagido. A diferença entre os volumes inicial e final lidos na bureta informa-nos sobre o volume de titulante que foi gasto na reacção. A determinação da concentração ou da quantidade de substância pela medida do volume á chamada de análise volumétrica. 8

9 Análise Volumétrica A relação estequiométrica entre as espécies do titulado e do titulante, juntamente com a concentração do titulante, é utilizada nas titulações para determinar a concentração do titulado. 9

10 Análise Volumétrica A + B C + D Quando nº mol A = nº mol B atingiu-se o PONTO DE EQUIVALÊNCIA DA TITULAÇÃO MAS COMO SABEMOS QUE ISTO ACONTECE? 10

11 Análise Volumétrica Utilizando um indicador ácido-base que mude de cor quando isso acontece. Quando o indicador muda de cor paramos a titulação. Esse momento chama-se PONTO FINAL da titulação 11

12 Análise Volumétrica A diferença entre o PONTO FINAL e o PONTO DE EQUIVALÊNCIA da titulação dá-nos o ERRO da titulação. Como minorar o erro? 1. Escolher correctamente o indicador. Temos de saber o ph do PE. 2. Fazer, o mais possível, com que o ponto final coincida com o ponto de equivalência. Temos de ser muito sensíveis à mudança de cor do indicador. 12

13 Análise Volumétrica ph do Ponto de Equivalência A variação do ph durante uma titulação típica de um ácido forte com uma base forte. O ponto equivalência ocorre a ph = 7. A variação do ph durante uma titulação típica de uma base forte com um ácido forte. O ponto equivalência ocorre a ph = 13

14 Análise Volumétrica ph do Ponto de Equivalência A curva de ph para a titulação de um ácido fraco com uma base forte: 25,00 ml de CH 3 COOH(aq) 0,1 mol/dm 3 com NaOH(aq) 0,150 mol/dm 3. O ponto equivalência(s) ocorre na zona básica de ph porque o anião CH 3 COO - é uma base. Uma curva típica de ph para a titulação de uma base fraca com um ácido forte. O ponto equivalência (S) ocorre na zona ácida de ph porque o sal formado pela reacção de neutralização tem um catião ácido 14

15 Vamos ver os três indicadores em três situações diferentes As curvas de ph estão sobrepostas com as cores aproximadas dos indicadores nas vizinhanças de seus pontos finais. 15

16 Análise Volumétrica Escolha do Indicador Idealmente, um indicador apresenta uma mudança de cor clara próximo ao ponto de equivalência da titulação, o qual é em ph = 7 para uma titulação base forte-ácido forte. Idealmente deve ser escolhido o indicador cuja zona de viragem contenha o ph do PE. Entretanto, a mudança do ph, em torno do PE, é tão abrupta que a fenolftaleína também pode ser usada. A mudança de cor do alaranjado de metila, daria um resultado menos exacto. 16

17 Análise Volumétrica Escolha do Indicador A fenolftaleína pode ser usada para detectar o ponto equivalência de uma titulação ácido fraco-base forte; Porém, o alaranjado de metila daria uma indicação muito imprecisa do ponto equivalência. 17

18 Análise Volumétrica Escolha do Indicador O alaranjado de metila pode ser usado para uma titulação base fraca-ácido forte. A fenolftaleína não seria confiável porque a sua mudança de cor ocorre bem longe do ponto equivalência 18