IFF – INSTITUTO FEDERAL FLUMINENSE
PETRÓLEO E GÁS IV
QUÍMICA INSTRUMENTAL
JAQUELINE BORGES
TITULAÇÃO POTENCIOMETRICA DE NEUTRALIZAÇÃO
Identificar o volume no ponto final do titulante e a concentração do titulado.
BÁRBARA ROCHA
ROGER FRANÇA
CABOFRIO, RJ
27/11/2012
1.Introdução
Potenciometria ou método potenciometrico de análise química são métodos que se
baseiam na medida da diferença de potencial de uma célula eletroquímica na ausência de
corrente. É um método utilizado para detectar o ponto final de titulações especificas
(chamada, pelo uso do método, de titulação potenciométrica), ou para a determinação direta
de um determinado constituinte em uma amostra, através da medida do potencial de um
eletrodo íon-seletivo, aquele que é sensível exatamente ao íon em analise. Na analise
volumétrica, a quantidade de um constituinte de interesse (analito) é determinada através da
reação desta espécie química com uma substancia em solução padrão, cuja concentração é
exatamente conhecida, sabendo-se que a quantidade de solução padrão necessária para reagir
totalmente com o analito e a reação química que ocorre entre as duas espécies químicas, têm-
se condições de determinar a concentração da substancia analisada. O processo volumétrico
utilizado para introduzir solução padrão no meio reacional é conhecido como titulação.
Depois de traçado o gráfico pH vs volume de titulante, determina-se a concentração da
solução problema, através do ponto de inflexão da curva de titulação. E da técnica da primeira
e segunda derivadas que aumentam a precisão dos resultados de interesse, sendo assim um
procedimento de alto valor analítico.
2. Objetivo
Construir uma curva de titulação potenciométrica a fim de obter a concentração da
solução titulada precisa;
Determinar o ponto final da titulação através da curva sigmoidal, utilizando-se a
técnica da primeira e segunda derivadas das curvas;
Interpretar uma curva de titulação a fim de descobrir-se o valor mais próximo de
volume no ponto de equivalência.
3. Material e métodos
3.1.Material:
- 1 Becker 100ml;
- garra;
- 1 suporte universal;
- 1 bureta de 50ml;
- medidor de pH;
- Barra magnética;
- chapa de aquecimento e agitação magnética.
- pipeta 50ml
3.2.Reagentes:
- solução de [NaOH]=0,0909 mol/L (solução padrão)
- solução de HCl (concentração desconhecida)
- solução tampão 7,01
- solução tampão 10,01
- solução tampão 4,01
4. Metodologia:
4.1. Preparo e padronização da solução de hidróxido de sódio
Solução de hidróxido de sódio (MM = 40,0 g mol-1) ≈ 0,1 mol L-1 – Pesou 0,4000g de
NaOH, quantidade suficiente para o preparo de 100,0 mL de solução.
4.1.1. Padronização da solução de hidróxido de sódio com biftalato de potássio (MM =
204,22g.mol-1).
Em um béquer de vidro de 50 mL, pesou-se 10,2110g de biftalato de potássio
(KHC8H4O4), previamente seco a 120 °C por 2 h, suficiente para preparar 500 mL de solução 0,1
mol L-1. Adicionou, aproximadamente, 50 mL de água destilada, com auxílio de bastão de vidro,
agitou a solução, transferiu- a para um balão volumétrico de 500 mL, utilizando funil de haste
longa.
Repetiu-se o procedimento até que todo sólido tenha sido transferido, Ajustou-se o
volume do balão volumétrico com água destilada (fervida para reduzir ao máximo o CO 2
presente na água), homogeneizando a solução.
Utilizando uma pipeta volumétrica, foram transferidos 20 mL da solução de biftalato
de potássio para um Erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se 4 gotas de fenolftaleína que foi
titulado por uma solução de NaOH previamente preparada, até que a solução se tornasse
rósea. Anotou-se o volume de NaOH gasto e calculou a concentração exata da solução de
NaOH.
Numero de mols de KHC8H4O4 = numero de mols de NaOH
0,1mol.L-1 x 20ml = CNaOH x 22,00 ml
CNaOH = 0,0909 mol.L-1
4.2. Preparo da solução de ácido clorídrico
Solução de ácido clorídrico (MM = 36,46 g.mol-1) ≈ 0,1 mol. L-1 –pesou 0,3646g de HCl
quantidade suficiente para o preparo de 100,0 mL de solução.
4.3. Calibração do pHmêtro
Calibrou-se o pHmêtro conforme as instruções do manual de calibração do mesmo
seguido das soluções tampão de pH 7,01; pH 4,01 e pH 10,01. Observou-se que tais soluções
foram utilizadas após manutenção de temperatura ambiente.
4.4.Titulação potenciométrica do HCl por NaOH.
Montou-se o experimento de acordo com a figura 1
Figura 1: Equipamento para titulação
a) Pipetou-se 35ml da amostra de HCl em um Béquer de vidro de 100ml;
b) Com cuidado, foi imerso o eletrodo do pHmetro, já calibrado, na solução de HCl, com
agitação constante da solução e medido o valor de pH antes de iniciar a titulação;
c) Montou-se uma tabela de pH versus Volume de NaOH adicionado;
d) Com a bureta, adicionou-se 0,5ml de NaOH na solução de HCl e foi verificado o pH da
solução de HCl e anotado na tabela;
e) Repetiu-se o item anterior adicionando de 0,5 em 0,5ml de NaOH em HCl, até que
houvesse a mudança brusca de pH, e deu continuidade no procedimento até que se
atingisse um pH básico que indicasse o ponto depois do ponto de neutralização.
5. Resultados e discussão
5.1. Resultado
A tabela a baixo apresenta os dados obtidos na titulação de HCl por NaOH.
VNaOH / mL pHΔpH/
ΔVVmédio
Δ2pH/
VΔ 2Vmédio-médio
0,00 1,78
0,50 1,03 -1,50 0,25
1,00 1,04 0,02 0,75 3,04 0,50
1,50 1,06 0,04 1,25 0,04 1,00
2,00 1,06 0,00 1,75 -0,08 1,50
2,50 1,07 0,02 2,25 0,04 2,00
3,00 1,08 0,02 2,75 0,00 2,50
3,50 1,09 0,02 3,25 0,00 3,00
4,00 1,10 0,02 3,75 0,00 3,50
4,50 1,11 0,02 4,25 0,00 4,00
5,00 1,12 0,02 4,75 0,00 4,50
5,50 1,13 0,02 5,25 0,00 5,00
6,00 1,14 0,02 5,75 0,00 5,50
6,50 1,15 0,02 6,25 0,00 6,00
7,00 1,16 0,02 6,75 0,00 6,50
7,50 1,17 0,02 7,25 0,00 7,00
8,00 1,19 0,04 7,75 0,04 7,50
8,50 1,20 0,02 8,25 -0,04 8,00
9,00 1,21 0,02 8,75 0,00 8,50
9,50 1,22 0,02 9,25 0,00 9,00
10,00 1,23 0,02 9,75 0,00 9,50
10,50 1,24 0,02 10,25 0,00 10,00
11,00 1,25 0,02 10,75 0,00 10,50
11,50 1,26 0,02 11,25 0,00 11,00
12,00 1,27 0,02 11,75 0,00 11,50
12,50 1,28 0,02 12,25 0,00 12,00
13,00 1,30 0,04 12,75 0,04 12,50
13,50 1,31 0,02 13,25 -0,04 13,00
14,00 1,32 0,02 13,75 0,00 13,50
14,50 1,34 0,04 14,25 0,04 14,00
15,00 1,35 0,02 14,75 -0,04 14,50
15,50 1,36 0,02 15,25 0,00 15,00
16,00 1,38 0,04 15,75 0,04 15,50
16,50 1,39 0,02 16,25 -0,04 16,00
17,00 1,40 0,02 16,75 0,00 16,50
17,50 1,42 0,04 17,25 0,04 17,00
18,00 1,43 0,02 17,75 -0,04 17,50
18,50 1,45 0,04 18,25 0,04 18,00
19,00 1,46 0,02 18,75 -0,04 18,50
19,50 1,48 0,04 19,25 0,04 19,00
20,00 1,49 0,02 19,75 -0,04 19,50
20,50 1,51 0,04 20,25 0,04 20,00
21,00 1,52 0,02 20,75 -0,04 20,50
21,50 1,54 0,04 21,25 0,04 21,00
22,00 1,55 0,02 21,75 -0,04 21,50
22,50 1,57 0,04 22,25 0,04 22,00
23,00 1,59 0,04 22,75 0,00 22,50
23,50 1,61 0,04 23,25 0,00 23,00
24,00 1,62 0,02 23,75 -0,04 23,50
24,50 1,64 0,04 24,25 0,04 24,00
25,00 1,66 0,04 24,75 0,00 24,50
25,50 1,68 0,04 25,25 0,00 25,00
26,00 1,71 0,06 25,75 0,04 25,50
26,50 1,73 0,04 26,25 -0,04 26,00
27,00 1,75 0,04 26,75 0,00 26,50
27,50 1,78 0,06 27,25 0,04 27,00
28,00 1,80 0,04 27,75 -0,04 27,50
28,50 1,83 0,06 28,25 0,04 28,00
29,00 1,86 0,06 28,75 0,00 28,50
29,50 1,89 0,06 29,25 0,00 29,00
30,00 1,92 0,06 29,75 0,00 29,50
30,50 1,95 0,06 30,25 0,00 30,00
31,00 1,97 0,04 30,75 -0,04 30,50
31,50 2,01 0,08 31,25 0,08 31,00
32,00 2,05 0,08 31,75 0,00 31,50
32,50 2,09 0,08 32,25 0,00 32,00
33,00 2,15 0,12 32,75 0,08 32,50
33,50 2,20 0,10 33,25 -0,04 33,00
34,00 2,26 0,12 33,75 0,04 33,50
34,50 2,33 0,14 34,25 0,04 34,00
35,00 2,42 0,18 34,75 0,08 34,50
35,50 2,52 0,20 35,25 0,04 35,00
36,00 2,63 0,22 35,75 0,04 35,50
36,50 2,81 0,36 36,25 0,28 36,00
37,00 3,06 0,50 36,75 0,28 36,50
37,50 3,86 1,60 37,25 2,20 37,00
38,00 6,87 6,02 37,75 8,84 37,50
38,50 10,64 7,54 38,25 3,04 38,00
39,00 11,38 1,48 38,75 -12,12 38,50
39,50 11,73 0,70 39,25 -1,56 39,00
40,00 11,95 0,44 39,75 -0,52 39,50
Tabela 1: Titulação potenciométrica de neutralização do HCl com NaOH.
Cálculo da concentração de Ácido clorídrico segundo a curva de pH VS volume de NaOH.
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.001.003.005.007.009.00
11.0013.00 pH
VNaOH / mL
pH
Gráfico 1: Curva normal da titulação potenciométrica de neutralização do HCl.
Volume de NaOH: 38,00 mL
De acordo com a reação: NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,0909 mol __________ 1000 mL
x _____________ 38,00 mL
x= 3,45x10-3 mol de NaOH
Número de mols de NaOH = Número de mols de HCl
Cálculo da concentração de HCl da solução estoque
3,45x10-3mol ________ 35,00 mL
x _____________1000 mL
x= 0,0986 mol.L-1 de HCl
Cálculo da concentração de Ácido clorídrico segundo a Primeira Derivada.
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00-1.75-0.750.251.252.253.254.255.256.257.25
1ª derivada
Vmédio NaOH / mL
ΔpH/
ΔV
Gráfico 2:Curva da Primeira Derivada da titulação potenciométrica de neutralização do HCl.
No pico, V=38,25 mL de NaOH com concentração de 0,0909mol.L-1
De acordo com a reação: NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,0909 mol ____________1000mL
x _______________ 38,25 mL
x=3,48x10-3mol de NaOH.
Número de mols de NaOH = Número de mols de HCl
3,48x10-3mol ________ 35,00 mL
x _____________1000 mL
x = 0,0994 mol.L-1 de HCl
Cálculo da concentração de Ácido clorídrico segundo a Segunda Derivada.
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
5.00
10.00
2ª derivada
Vmédio-médio NaOH / mL
Δ2pH
/ΔV2
Gráfico 3:Curva da Segunda Derivada da titulação potenciométrica de neutralização do HCl.
VNaOH /
mLpH ΔpH/ΔV Vmédio
Δ2pH/
VΔ 2
Vmédio-
médio
38,00 6,87 6,02 37,75 8,84 37,50
38,50 10,64 7,54 38,25 3,04 38,00
39,00 11,38 1,48 38,75 -12,12 38,50
Gráfico 4: Grafico do trecho de identificação do volume de NaOH da segunda derivada.
37.60 37.80 38.00 38.20 38.40 38.60 38.80 39.00
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
5.00
10.00
15.00
f(x) = − 20.96 x + 801.64R² = 0.9376698949554
Series2Linear (Series2)
Trecho da 2° derivada
Δ2p
H/Δ
V2
Vmédio-médio
Gráfico 5: curva do trecho da identificação do volume de NaOH da segunda derivada.
.
Para determinar o volume no ponto final da titulação foi utilizado um trecho do gráfico
do volume médio-médio em função da segunda derivada de pH, extraindo uma função linear
onde o valor de volume médio-médio para Δ2pH/ΔV2 = 0,00, foi o volume de NaOH no ponto
final da titulação.
y = -20,96x + 801,64
0 = -20,96x + 801,64
X = 38,25ml de NaoH
Portanto,
1000 mL de NaOH _________ 0,0909 mol
38,25 mL de NaOH ________ y
y = 3x48 10-3 mol de NaOH
De acordo com a reação: 1HCl + 1NaOH 1NaCl + 1H2O
3,48x10-3 mol de NaOH _______ 35,00 mL de HCl
z ________________ 1000 mL de HCl
z = 0,0994 mol . L-1 de HCl
5.2. Discussão
Foram utilizados três métodos para a definição do ponto final da titulação
potenciométrica, onde os resultados para volume de NaOH,no ponto final, e concentração de
HCl tiveram uma pequena diferença por conta da precisão da análise de cada método. Nas
analises pela primeira e segunda derivada os resultados foram idênticos evidenciando uma boa
curva de titulação.
Essa diferença entre a sigmoide e os outros dois métodos - das derivadas - ocorre
devido ao ponto de inflexão do primeiro método, uma vez que este só coincide com o ponto
de equivalência se a curva for simétrica, o que faz com que haja bastantes imprecisões nos
cálculos.
6. conclusão
A titulação potenciométrica é um método eletroanalítico simples, que fornece melhor
exatidão do que titulações volumétricas convencionais que usam indicador. Através deste
método analítico é possível encontrar o volume de equivalência entre duas soluções
analisando os gráficos das curvas de titulação, o de primeira e de segunda derivada.
Referencias:
http://pessoal.utfpr.edu.br/jcrazevedo/arquivos/pratica11_tit_potenc.pdf
http://www.qmc.ufsc.br/analitica/2011-2/licenciatura/P5%20Tit%20pot%20de%20neut.pdf
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAem9EAK/relatorio-potenciometria
http://dc339.4shared.com/doc/mlJ_y7MM/preview.html