Qual é o ponto de equivalência e para que serve? - Ciência - 2023

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o ponto equivalente É aquele em que duas substâncias químicas reagiram completamente. Nas reações ácido-base, este ponto indica quando todo um ácido ou base foi neutralizado. Este conceito é o pão de cada dia das titulações ou avaliações volumétricas e é determinado por cálculos matemáticos simples.

Mas qual é o grau? É um processo no qual um volume de uma solução de concentração conhecida, denominada titulante, é cuidadosamente adicionado a uma solução de concentração desconhecida, para se obter sua concentração.

A utilização de um indicador de pH permite saber o momento em que termina a titulação. O indicador é adicionado à solução que está sendo titulada para quantificar a concentração que você deseja saber. Um indicador ácido-básico é um composto químico cuja cor depende da concentração de hidrogênio ou do pH do meio.


No entanto, a mudança de cor do indicador indica o ponto final da titulação, mas não o ponto de equivalência. Idealmente, ambos os pontos devem coincidir; mas, na realidade, a mudança de cor pode ocorrer dentro de algumas gotas após a neutralização do ácido ou base estar completa.

Qual é o ponto de equivalência?

Uma solução de um ácido de concentração desconhecida colocada em um frasco pode ser titulada adicionando lentamente uma solução de hidróxido de sódio de concentração conhecida usando uma bureta.

A seleção de um indicador deve ser feita de forma que ele mude de cor no ponto em que a mesma quantidade de equivalentes químicos da solução de titulante e a solução de concentração desconhecida tenham reagido.

Este é o ponto de equivalência, enquanto o ponto no qual um indicador muda de cor é chamado de ponto final, onde termina a titulação.

Ponto final

A ionização ou dissociação do indicador é representada da seguinte forma:


HIn + H2O <=> Em– + H3OU+

E, portanto, tem um Ka constante

Ka = [H3OU+] [No–] / [HIn]

A relação entre o indicador indissociado (HIn) e o indicador dissociado (In–) determina a cor do indicador.

A adição de um ácido aumenta a concentração de HIn e produz a cor 1 do indicador. Enquanto isso, a adição de uma base favorece um aumento na concentração do indicador dissociado (Em–) (cor 2).

É desejável que o ponto de equivalência corresponda ao ponto final. Para fazer isso, um indicador com um intervalo de mudança de cor que inclui o ponto de equivalência é selecionado. Além disso, ele tenta reduzir quaisquer erros que causem uma diferença entre o ponto de equivalência e o ponto final.

A padronização ou titulação de uma solução é um processo em que a concentração exata de uma solução é determinada. É metodologicamente um grau, mas a estratégia seguida é diferente.


Uma solução do padrão primário é colocada no frasco e a solução titulante que está sendo padronizada é adicionada com uma bureta.

Ponto de equivalência da titulação de um ácido forte com uma base forte

100 mL de HCl 0,1 M são colocados no frasco e uma solução de NaOH 0,1 M é gradualmente adicionada através de uma bureta, determinando as mudanças de pH da solução que origina o ácido clorídrico

Inicialmente, antes de adicionar NaOH, o pH da solução de HCl é 1.

A base forte (NaOH) é adicionada e o pH aumenta gradativamente, mas ainda é um pH ácido, pois o excesso de ácido determina esse pH.

Se você continuar adicionando NaOH, chega um momento em que o ponto de equivalência é atingido, onde o pH é neutro (pH = 7). O ácido reagiu com a base sendo consumida, mas ainda não há base em excesso.

A concentração de cloreto de sódio, que é um sal neutro (nem Na+ nem o Cl– hidrolisar).

Se o NaOH continuar a ser adicionado, o pH continua aumentando, tornando-se mais básico que o ponto de equivalência, devido à concentração predominante de NaOH.

Idealmente, a mudança de cor do indicador deve ocorrer em pH = 7; mas devido à forma nítida da curva de titulação, a fenolftaleína pode ser usada, a qual muda para uma cor rosa pálida em um pH em torno de 8.

Curva de titulação de base ácido-forte fraca

A curva de titulação para um ácido forte com uma base forte é semelhante à imagem acima. A única diferença entre as duas curvas é que a primeira tem uma mudança muito mais abrupta no pH; já na curva de titulação de um ácido fraco com base forte, pode-se observar que a mudança é mais gradual.

Neste caso, um ácido fraco, como o ácido acético (CH3COOH) com uma base forte, hidróxido de sódio (NaOH). A reação que ocorre na titulação pode ser descrita da seguinte forma:

NaOH + CH3COOH => CH3COO–N / D+ + H2OU

Neste caso, é formado o tampão de acetato com um pKa = 4,74. A região tamponada pode ser vista na mudança leve e quase imperceptível antes do pH 6.

O ponto de equivalência, como indica a imagem, é em torno de 8,72 e não 7. Por quê? Porque o CH3COO– é um ânion que, após hidrólise, gera OH–, que basifica o pH:

CH3COO–       + H2O <=> CH3COOH + OH–

Estágios

A titulação do ácido acético pelo hidróxido de sódio pode ser dividida em 4 etapas para análise.

-Antes de começar a adicionar a base (NaOH), o pH da solução é ácido e depende da dissociação do ácido acético.

- À medida que se adiciona hidróxido de sódio, forma-se a solução tampão de acetato, mas da mesma forma aumenta a formação da base de conjugado acetato, o que acarreta um aumento do pH da solução.

-O pH do ponto de equivalência ocorre a um pH de 8,72, que é francamente alcalino.

O ponto de equivalência não tem valor constante e varia de acordo com os compostos envolvidos na titulação.

- À medida que vai adicionando NaOH, após atingir o ponto de equivalência, o pH aumenta devido ao excesso de hidróxido de sódio.

Seleção do indicador de acordo com o ponto de equivalência

A fenolftaleína é útil na determinação do ponto de equivalência nesta titulação, pois tem seu ponto de inflexão da cor em um pH em torno de 8, que cai na zona de pH da titulação do ácido acético que inclui o ponto equivalência (pH = 8,72).

Por outro lado, o vermelho de metila não é útil na determinação do ponto de equivalência, pois muda de cor na faixa de pH 4,5 a 6,4.

Referências

  1. Wikipedia. (2018). Ponto equivalente. Recuperado de: es.wikipedia.org
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Definição do ponto de equivalência. Recuperado de: Thoughtco.com
  3. Lusi Madisha. (16 de abril de 2018). Diferença entre ponto final e ponto de equivalência. " DifferenceBetween.net. Recuperado de: diferençabetween.net
  4. Look J. (2018). Ponto de Equivalência: Definição e Cálculo. Recuperado de: study.com
  5. Whitten, K. W., Davis, R. E., Peck, L. P. & Stanley, G. G. Chemistry. (2008) Oitava Edição. Editores do Cengage Learning.