Por John Brennan • Atualizado em 30 de agosto de 2022

Quando os químicos precisam determinar a concentração de uma espécie dissolvida, normalmente empregam titulação. Ao adicionar um reagente que reage quantitativamente com o analito até que a reação atinja o ponto de equivalência, o químico pode calcular novamente a concentração original.

Etapa 1:identificar a força do ácido ou da base

Determine se o analito e o titulante são fortes ou fracos. Um ácido forte doa totalmente prótons; uma base forte os aceita totalmente. Ácidos fortes comuns incluem HCl, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, HBr e HI. As bases fortes incluem LiOH, NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ e Ba(OH)₂. Veja a lista completa de ácidos e bases comuns.

Etapa 2:prever a natureza do sal

Quando um ácido forte reage com uma base forte, o sal resultante é neutro (pH≈7). Um ácido forte com uma base fraca dá um sal ácido; uma base forte com um ácido fraco produz um sal básico. As titulações raramente emparelham duas espécies fracas porque localizar o ponto de equivalência torna-se um desafio.

Etapa 3:Esclareça a declaração do problema

Liste as quantidades conhecidas:identidades do analito e do titulante, volume do analito, concentração do titulante e quaisquer moles ou volumes em equivalência. Decida o que a pergunta pede – seja a concentração do analito, o pH em um determinado estágio ou o pH em equivalência.

Etapa 4:Escreva a equação balanceada

Escreva a equação estequiométrica para a reação ácido-base. Use-o para determinar a razão molar entre os reagentes, que será necessária ao converter moles em concentração.

Etapa 5:Calcule o pH nos pontos desejados

Dependendo da força ácido/base, use uma das seguintes abordagens:

• Ácido forte ↔ base forte – pH =–log[ácido]. Subtraia os moles do titulante adicionado e divida pelo volume total.
• Base forte ↔ ácido forte – Siga os mesmos passos, mas calcule pOH primeiro:pOH =–log[base]. Converter para pH em pH = 14 – pOH .
• Ácido fraco ↔ base forte – Aplique a equação de Henderson–Hasselbalch:pH = pKₐ + log([A⁻]/[HA]) . A concentração da base conjugada é igual aos moles de titulante adicionado divididos pelo volume total.
• Base fraca ↔ ácido forte – Use a forma conjugada:pOH = pK_b + log([BH⁺]/[B]) e depois converta para pH.

Para os valores de pKₐ de ácidos fracos comuns, consulte a tabela de referência.

Etapa 6:Encontre o pH na equivalência

• Ácido forte + base forte – pH ≈7.

• Ácido forte + base fraca – Calcule a concentração da base conjugada na equivalência, pegue –log para obter pOH e depois converta para pH.

• Base forte + ácido fraco – Mesmo procedimento, mas comece com pOH e converta para pH.

Etapa 7:Determinar a concentração original do analito

Multiplique o volume de titulante adicionado para alcançar a equivalência por sua molaridade para obter moles de titulante. Multiplique pela razão estequiométrica da Etapa 4 para encontrar os moles do analito inicialmente presentes. Divida pelo volume inicial do analito para obter sua concentração.

TL;DR

Suponha uma estequiometria 1:1 para a maioria das titulações de química geral e siga as etapas acima para resolver qualquer problema.

Aviso

Sempre inclua o volume de titulante adicionado ao calcular as concentrações antes ou no ponto de equivalência.