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Calculadora de Titulação

Created by Jack Bowater
Reviewed by Bogna Szyk and Steven Wooding
Translated by Luna Maldonado Fontes and Marinara Andrade do Nascimento Moura, PhD candidate
Last updated: Jan 18, 2024


A calculadora de titulação da Omni ajudará você a nunca mais ter que perguntar "como faço para calcular titulações?". Os cálculos de titulação ácido-base ajudam você a identificar as propriedades de uma solução (como o pH) durante um experimento ou o que é uma solução desconhecida ao fazer um trabalho de campo.

Ao usar uma solução com molaridade conhecida e um indicador colorido, medimos a quantidade de solução necessária para neutralizar a solução desconhecida, indicada por uma alteração no indicador, que podemos usar para obter informações sobre a solução desconhecida.

Como calcular titulações?

Como você deve saber, quando um ácido ou uma base se dissolve na água, seus íons H+\small\text{H}^+ e OH\small\text{OH}^- se dissociam, respectivamente, deslocando o equilíbrio natural de autoionização da água (2H2OH3O++OH\small2\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^-), tornando a solução mais ácida ou mais básica. No pH 7, a concentração de íons H3O+\small\text{H}_3\text{O}^+ em relação aos íons OH\small\text{OH}^- é uma proporção de 1:1\small1:1 (o ponto de equivalência).

🙋 O pH é, na verdade, uma maneira de calcular a concentração: aprenda sobre isso em nossa calculadora de pH.

Ao fazer uma titulação, normalmente temos uma solução com volume conhecido, mas molaridade desconhecida (o analito), à qual é adicionado um indicador de cor (por exemplo, fenolftaleína). O indicador mudará de cor quando essa relação 1:11:1 (regida por sua curva de titulação) for alcançada. Ao adicionar um ácido ou uma base com uma molaridade conhecida (o titulante) e medir a quantidade necessária para causar essa mudança, podemos calcular a molaridade do desconhecido usando a equação abaixo:

nH+MaVa=nOHMbVbn_{\text{H}^+}\cdot M_{\text{a}}\cdot V_{\text{a}} = n_{{\rm OH^-}}\cdot M_{\text{b}}\cdot V_{\text{b}}

onde:

  • nH+n_{\text{H}^+} é o número de íons H+ contribuídos por molécula de ácido;
  • MaM_{\text{a}} é a molaridade do ácido;
  • VaV_{\text{a}} é o volume do ácido;
  • nOHn_{\rm OH^-} é o número de íons OH- contribuídos por molécula de base;
  • MbM_{\text{b}} é a molaridade da base; e
  • VbV_{\text{b}} é o volume da base.

Método de titulação ácido-base

Aqui está o método para uma titulação ácido-base:

  1. Encha uma bureta com a solução do titulante. Certifique-se de não derramar a solução acima da sua cabeça e de remover o funil depois que você terminar de derramar. Coloque a bureta em um suporte de bureta. Anote o ponto inicial da solução na bureta. Talvez você precise remover parte da solução para chegar ao ponto de início das medições.

  2. Meça uma quantidade do analito (deve ser menor do que a quantidade na bureta) e adicione-a a um frasco Erlenmeyer. Adicione o indicador ao frasco. Coloque-o em um azulejo branco sob a bureta para observar melhor a cor.

  3. Comece a adicionar o titulante lentamente, agitando o frasco de Erlenmeyer constantemente. Quando a mudança de cor se tornar lenta, comece a adicionar o titulante gota a gota. Quando a mudança de cor for permanente, pare de adicionar a solução.

  4. Observe o ponto final na bureta. A diferença entre esse ponto e o ponto inicial fornece o volume e, a partir dele, você pode calcular a molaridade do analito usando a equação acima.

  5. Descarte todos os produtos químicos com segurança.

Você sabia que as moléculas podem ter um pH no qual estão livres de uma carga negativa, e é isso que a nossa calculadora do ponto isoelétrico 🇺🇸 determina?

Curvas de titulação

Uma curva de titulação é um gráfico que mostra a concentração do analito em um determinado ponto do experimento (geralmente o pH em uma titulação ácido-base) e o volume do titulante adicionado. Essa curva nos informa se estamos lidando com um ácido/base fraco ou forte para uma titulação ácido-base.

A curva em torno do ponto de equivalência será relativamente íngreme e suave quando você estiver trabalhando com um ácido forte e uma base forte. Essa curva significa que um pequeno aumento na quantidade de titulante causará uma mudança significativa no pH, permitindo que uma variedade de indicadores seja usada (como fenolftaleína ou azul de bromotimol).

Aqui está a curva de titulação do neutralizante NaOH\small\text{NaOH} HCl\small\text{HCl} . A linha azul é a curva, enquanto a linha vermelha é sua derivada.

Imagem de uma curva de titulação para HCl e NaOH
Por Tinojasontran em English Wikibooks - Transferido de en.wikibooks para o Commons, Domínio Público, link.

Ao lidar com um ácido forte e uma base fraca, ou vice-versa, a curva de titulação se torna mais irregular. Ácidos e bases fracos são moléculas que não se dissociam totalmente quando em solução, ou seja, não são sais. Um exemplo de ácido fraco é o ácido acético (ácido etanoico), e um exemplo de base fraca é a amônia. Como essas moléculas não se dissociam totalmente, o pH muda menos perto do ponto de equivalência.

O ponto de equivalência ocorrerá em um pH dentro da faixa de pH da solução mais forte, ou seja, para um ácido forte e uma base fraca, o pH será <7. Por esse motivo, você deve selecionar o indicador correto para a combinação correta de soluções, pois a faixa de mudanças de cor precisa ter o ponto de equivalência nela. Por exemplo, ao usar um ácido forte e uma base fraca, você precisará de um indicador que mude em um pH baixo, como o laranja de metila (3,1-4,4).

Como as curvas de titulação usando um ácido fraco e uma base fraca são altamente irregulares, os indicadores não podem ser usados com precisão. Em vez disso, costuma-se usar um medidor de pH.

💡 Para obter mais ferramentas sobre ácidos e bases, dê uma olhada em nossa calculadora de neutralização 🇺🇸 ou confira a calculadora de solução tampão para aprender mais sobre isso!

História e usos

A palavra titulação vem da palavra francesa tiltre, que originalmente significava a "proporção de ouro ou prata em moedas" e, mais tarde, a "concentração de uma substância em uma determinada amostra". Assim, é fácil entender por que o químico francês Joesph Louis Gay-Lussac usou o termo pela primeira vez ao realizar os primeiros experimentos sobre a composição atômica dos materiais (mais tarde, ele aperfeiçoaria a bureta e inventaria a pipeta).

Foi somente quando Mohr desenvolveu a bureta moderna em 1855 que a técnica se tornou reconhecível para nós hoje em dia e, desde então, tornou-se um método popular de realizar química analítica.

As titulações têm muitas aplicações no mundo moderno, embora muitos dos usos originais tenham se tornado redundantes devido a técnicas mais modernas:

  • Para ajudar a determinar uma solução desconhecida, por exemplo, uma solução coletada em campo. Embora a determinação exata seja impossível, a titulação é uma ferramenta valiosa para encontrar a molaridade. A curva de titulação também pode determinar se a solução é um ácido/base forte ou fraco.

  • Se o óleo vegetal residual estiver sendo usado para produzir biodiesel, é necessário neutralizar o lote antes de processá-lo. Para fazer isso, uma pequena amostra é retirada e titulada para determinar sua acidez, o que nos informa a quantidade de base necessária para neutralizar o lote com sucesso. A adição de uma base remove os ácidos graxos livres presentes, que podem ser usados para produzir sabão.

  • As titulações são comumente usadas para determinar a concentração da chuva ácida que cai. Esses experimentos são úteis para monitorar a quantidade de poluição na atmosfera superior.

Tabela de ácidos e bases comuns e suas forças

Ácidos

Fórmula

Nome

Força

HCl\text{HCl}

Ácido clorídrico

Forte

HNO3\text{HNO}_3

Ácido nítrico

Forte

H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4

Ácido sulfúrico

Forte

HBr\text{HBr}

Ácido hidrobrômico

Forte

HI\text{HI}

Ácido hidroiodico

Forte

HClO3\text{HClO}_3

Ácido perclórico

Forte

HClO3\text{HClO}_3

Ácido clorídrico

Forte

HCOOH\text{HCOOH}

Ácido fórmico

Fraco

CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}

Ácido acético

Fraco

C6H5COOH\text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}

Ácido benzoico

Fraco

HF\text{HF}

Ácido fluorídrico

Fraco

HNO2\text{HNO}_2

Ácido nitroso

Fraco

H3PO4\text{H}_3\text{PO}_4

Ácido fosfórico

Fraco

Bases

Fórmula

Nome

Força

NaOH\text{NaOH}

Hidróxido de sódio

Forte

KOH\text{KOH}

Hidróxido de potássio

Forte

Ca(OH)2\text{Ca(OH)}_2

Hidróxido de cálcio

Forte

Ba(OH)2\text{Ba(OH)}_2

Hidróxido de bário

Forte

NH3\text{NH}_3

Amônia

Fraco

CH3NH2\text{CH}_3\text{NH}_2

Metilamina

Fraco

C5H5N\text{C}_5\text{H}_5\text{N}

Piridina

Fraco

FAQ

O que é uma titulação?

A titulação é um método para determinar a concentração desconhecida de uma substância específica (analito) dissolvida em uma amostra de concentração conhecida.

Quando a reação entre o analito e o titulante é concluída, você pode observar uma mudança na cor da solução ou alterações no pH. A partir do volume de titulante usado, a composição do analito pode ser calculada conhecendo-se a estequiometria da reação química.

O que é ponto de equivalência na titulação?

Na titulação, o ponto de equivalência significa o ponto no qual o titulante adicionado neutralizou completamente a solução do analito. No ponto de equivalência, o número de mols do titulante adicionado é igual ao número de mols de um analito de acordo com a estequiometria da reação. Você pode notar na curva de titulação que o pH aumentará acentuadamente em torno do ponto de equivalência.

Qual é a concentração de 0,15 mL de HCl se você precisar de 20,7 mL de NaOH 0,5 M para neutralizá-lo?

Para calcular uma concentração desconhecida de 0,15 mL de HCl:

  1. Use a fórmula de proporção 1:1 porque um mol de HCl reage com um mol de NaOH: HCl + NaOH → NaCl + H2O.

  2. Multiplique a molaridade da base forte NaOH pelo volume de NaOH: MB ⋅ VB = 0,500 M ⋅ 20,70 mL.

  3. Divida essa resposta (10,35 M ⋅ mL) pelo volume do ácido HCl (0,15 mL) MA = (MB ⋅ VB)/VA = (0,500 M ⋅ 20,70 mL)/0,15 mL = 0,690 M. A concentração é expressa como um número de mols por litro de soluto.

Qual é o pH de 49 mL de HCl 0,1 M e 50 mL de solução de HCl 0,1 M?

O pH é de 3,00. O número de mols de íons H+ do HCl é igual a:

50,00 ⋅ 10-3 L ⋅ 0,100 M HCl = 5,00 ⋅ 10-3 mols.

Você adicionou 49,00 ⋅ 10-3 L ⋅ 0,100 M de NaOH = 4,90 ⋅ 10-3 mols de íons OH-.

Então, resta 5,00 ⋅ 10-3 - (4,90 ⋅ 10-3) = 1,0 ⋅ 10-4 mols de H+.

A concentração de H+ é 1,0 ⋅ 10-4/(0,049 L + 0,050 L) = 1,0 ⋅ 10-4/(0,099 L) = 1,00 ⋅ 10-3 M. Como pH = -log[H+], o pH será 3.

Jack Bowater
Is the solution neutralized?
Yes
Note that some fields (mol, advanced pH calculations, etc.) are hidden by default. To see them, click the 'Advanced mode' button at the bottom of the calculator.
Acid
Strength
Strong
Concentration
M
Volume
ml
H+ donated
Base
Strength
Strong
Concentration
M
Volume
ml
OH- donated
Resultant solution
Additional information?
Yes
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