O que é e como funciona a titulação de ácidos e bases

Titulação é um processo que utiliza uma mistura de soluções com reação química para determinar a concentração desconhecida de uma solução.

O que é titulação

A titulação é uma técnica de laboratório que utiliza uma mistura de soluções com reação química para determinar a concentração desconhecida de uma solução. Por isso ela é muito utilizada para comprovar a quantidade de uma substância presente em determinado produto.

Esse processo é realizado através do uso de alguns objetos de laboratório. O primeiro deles é o suporte universal. Além dele são utilizadas algumas vidrarias específicas, como a bureta, que é usada para medir volumes, e outra vidraria denominada Erlenmeyer, onde irá se localizar a solução de concentração desconhecida.

Equipamentos para titulação
Imagem 1: Fotografia de uma bancada de laboratório. Nela há o material necessário para uma titulação montado. Há um suporte universal de base azul sobre o qual está um Erlenmeyer com líquido rosa dentro. Sobre o Erlenmeyer e presa ao suporte universal há uma bureta. Fonte: Science Photo Library.

Titulante e titulado

Para isso, a solução conhecida utilizada nessa reação é chamada de titulante. Ela está localizada na bureta, onde teremos seus valores de volume e de concentração determinados.

Já a solução de concentração desconhecida, aquela cujas concentrações queremos analisar, é chamada de titulado. Nesse caso, a solução se encontra dentro do Erlenmeyer. O cálculo de sua concentração ocorre por meio da fórmula da concentração em quantidade de matéria.

Como é feita uma titulação ácido-base

Como dito acima, a titulação é usada para verificar se a quantidade de uma certa substância que está escrita nos rótulos das embalagens dos produtos está correta. Por isso é um procedimento realizado em laboratórios de pesquisas.

Em seguida você pode ver outra imagem destas vidrarias onde você vê como funciona a montagem do equipamento de uma titulação:

Procedimento de titulação
Imagem 2: Processo de titulação em laboratório. Fonte da imagem: Science Photo Library

Normalmente, a reação que ocorre em uma titulação é uma reação entre um ácido e uma base. Nessa reação ocorre um processo de neutralização na qual cátions e ânions dos componentes da mistura entram em contato e reagem entre si, formando novas substâncias. Também podem ocorrer reações de oxirredução e por precipitação.

Como podemos observar na imagem 2 e na sua descrição, a presença do ácido ou da base na bureta e no Erlenmeyer depende de qual concentração desejamos calcular. Lembre-se que a concentração indeterminada se encontra sempre no Erlenmeyer.

Primeiramente, o titulante presente na bureta (ácido ou base) é despejado em pequenas quantidades no Erlenmeyer (que pode conter ácido ou base também). O Erlenmeyer contém também uma pequena quantidade de um indicador ácido-base. O mais usado é a fenolftaleína, que é responsável pela mudança de cor da reação química.

Assim, em meio básico, a fenolftaleína fica rosa (como na imagem 1), e em meio ácido, ficará incolor.

Ponto de equivalência

Para seguir o processo de titulação, o/a profissional irá deixar que pequenas quantidades de ácido ou base presentes no titulante pinguem no Erlenmeyer. Após o gotejamento de certa quantidade, o pH será alterado e ocorrerá a mudança de cor. É nesse momento que ele para a reação.

Esse instante é chamado de ponto de equivalência ou ponto de viragem, ou seja, representa o final da reação. É no ponto de equivalência que todo ácido ou base do titulante neutraliza toda base ou ácido presente no Erlenmeyer e há a mudança de cor.

Em seguida, devemos coletar o volume do titulante que foi gasto, e calcular a concentração do titulado.

Mudança de pH e seus indicadores

Após a reação, o pH irá mudar, e podemos observar isso por meio da mudança de cor. Pois se tivermos na mistura um ácido forte reagindo com uma base forte, teremos no final uma solução de pH = 7 (neutro).

Caso tenhamos na mistura um ácido fraco reagindo com uma base forte, teremos no final uma solução de pH > 7 (básico).

Mas se a mistura ocorrer entre um ácido forte e uma base fraca, teremos no final uma solução de ph < 7 (ácido).

Por fim, caso tenhamos uma mistura entre um ácido fraco e uma base fraca, teremos no final uma solução em que seu valor irá depender da constante de acidez ou da constante de basicidade.

Exemplos de exercícios sobre titulação

Para resolvermos os exercícios sobre titulação, podemos utilizar qualquer unidade de volume, ou seja, podemos usar: l, ml, cm³, dm³, sem precisar realizar a conversão de unidades para litro, porque a unidade do volume será cancelada no cálculo.

Quando trabalharmos com conceitos sobre misturas de solutos, iremos utilizar as fórmulas de concentração em quantidade de matéria, número de mols e com conceitos de estequiometria. Para entender melhor como as titulações aparecem em exercícios, vamos fazer os exemplos a seguir.

Exemplo 1

Calcule a molaridade em uma reação hipotética entre um ácido e uma base com os seguintes valores:

1 NaOH + 1 HCl   →  1  NaCl + 1 H2O

Volume NaOH = 50 ml Volume HCl = 20ml
M (concentração molar) = ? M(concentração molar) = 2 mol/L
1 mol 1 mol

A equação está balanceada, pois de cada lado da reação, temos quantidades iguais dos elementos químicos que a formam.

Sabemos que 1 mol da base (NaOH) reage com 1 mol do ácido (HCl). Então, podemos dizer que o número de mols(n) da base é igual ao número de mols do ácido.

n base =  n ácido

A fórmula da concentração em quantidade de matéria é igual a:

Fórmula da molaridade

Onde: n1 = M  x  V

Podemos deduzir pela fórmula que o número de mols é igual o produto da concentração em quantidade de matéria pelo volume.

Então vamos igualar os números de mols do ácido e da base:

n base    =    n ácido

Mb x Vb  = Ma x Va

  x   x 50   =  2  x 20

x = 40/50

x = 0,8 mol/L

Ou podemos também calcular o número de mols utilizando a regra de 3:

2 mol  ____  1 L

      x       ____ 0,02 L

x = 0,04 mol

1 mol do ácido está para 1 mol da base:

0,04 mol                              0,04 mol

Por fim, vamos calcular a concentração da base:

0,04 mol _____ 50 ml

              x   _____ 1000 ml

x = 40/50

x = 0,8 mol/L

Exemplo 2

Gastou-se 10 ml de uma solução de NaOH, a 0,1 mol/L para se neutralizar 2 ml de uma amostra de H2CO3 de concentração desconhecida. De posse dos dados informados, determine qual será a molaridade da solução ácida em questão:

Titulante Titulado
M do NaOH = 0,1 mol/L M do H2CO3 = ?
Volume do NaOH   = 10 ml Volume do H2CO3 = 2 ml

Representando nosso enunciado através da reação química temos:

2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2  H2O
2 mols 1 mol

Primeiramente, perceba que o número de mols do ácido é diferente do número de mols da base. Temos dois hidrogênios ionizáveis na fórmula do ácido e 1 hidroxila na fórmula da base. Assim, devemos multiplicar cada substância  pelo índice de hidrogênios que formam o ácido, e pelo índice de hidroxilas que formam a base.

número de mols do ácido  = número de mols da base

H+ x  n ácido   =   OH- x n base

       x (Ma  x Va)   =     1  x (Mb  x Vb)

2 x (Ma x 2)   =  ( 0,2 x 10)

Cálculo de exemplo de titulação= 0,25 mol/L

Exemplo 3

(Mackenzie) Na neutralização de 30 mL de uma solução de soda cáustica (hidróxido de sódio comercial), foram gastos 20 mL de uma solução 0,5 mol/L de ácido sulfúrico, até a mudança de coloração de um indicador ácido-base adequado para a faixa de pH do ponto de viragem desse processo. Desse modo, é correto afirmar que as concentrações molares da amostra de soda cáustica e do sal formado nessa reação de neutralização são, respectivamente:

a) 0,01 mol/L e 0,20 mol/L.

b) 0,01 mol/L e 0,02 mol/L.

c) 0,02 mol/L e 0,02 mol/L.

d) 0,66 mol/L e 0,20 mol/L.

e) 0,66 mol/L e 0,02 mol/L.

Resolução: observamos que o enunciado quer respostas em litros, então devemos fazer a conversão de unidades.

H2SO4: NaOH
20 ml = 20 x 10-3 30 ml = 30 x 10-³ L
0,5 mol/L ?

Volume total = 50 ml = 50 x 10-³ L

Em seguida, iremos calcular o número de mols do ácido, de concentração 0,5 mol/L:

0,5 mol   ————   1000 ml

x mol     ———–      20 ml

NH2SO4 = 0,01 mol

Vamos montar a reação do problema:

H2SO4  + 2 NaOH     → Na2SO4   + 2 H2O
1 mol 2 mols 1 mol
0,01 mol 0,02 mol 0,01 mol

Por último, calculamos as concentrações desejadas:

Exemplo de titulação

Resposta: d) 0,66 mol/L e 0,20 mol/L.

Por fim, assista à videoaula a seguir para aumentar seus conhecimentos e resolva os exercícios que vêm em seguida:

Exercícios
1- (Fuvest-SP)

O rótulo de um produto de limpeza diz que a concentração de amônia (NH3) é de 9,5 g/L. Com o intuito de verificar se a concentração de amônia corresponde à indicada no rótulo, 5,0 mL desse produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração 0,100 mol/L. Para consumir toda a amônia dessa amostra foram gastos 25,0 mL do ácido.

Com base nas informações fornecidas:

I – Qual a concentração da solução, calculada com os dados da titulação?

II – A concentração indicada no rótulo é correta?

I / II

a) 0,12 mol/L / sim

b) 0,25 mol/L / não

c) 0,25 mol/L / sim

d) 0,50 mol/L / não

e) 0,50 mol/L / sim

2- (PUC-SP)

Em uma titulação, foram usados 25 mL de NaOH a 0,2 mol/L para titular 50 mL de solução de H2SO4. Qual é a concentração em mol/L do ácido nessa solução:

a) 0,05.

b) 0,5.

c) 5,0.

d) 0,2

e) 0,1.

3- (UFMG-MG)

O hidróxido de sódio (NaOH) neutraliza completamente o ácido sulfúrico (H2SO4), de acordo com a equação: 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O. O volume, em litros, de uma solução de H2SO4 (1,0 mol/L) que reage com 0,5 mol de NaOH é:

a) 4,00

b) 2,00

c) 1,00

d) 0,50

e) 0,25

4- (PUC-Campinas-SP)

Vinte e cinco mililitros de uma solução de ácido acético 0,06 M são titulados com 15 mL de solução de hidróxido de sódio. A molaridade da solução básica é igual a:

a) 0,2

b) 0,1

c) 0,6

d) 0,03

e) 0,02

gabarito: b

5- (Fuvest-SP)

10 mL de solução 0,1 M de HCℓ não são neutralizados por 50 mL de solução 0,01 M de NaOH, porque:

a) O HCℓ é um ácido forte, enquanto o NaOH é uma base fraca;

b) os reagentes não são, ambos, fortes;

c) há excesso de base;

d) nas soluções usadas, o número de mols do ácido é diferente do número de mols da base;

e) o produto da reação não é um sal neutro

Gabarito:
  1. D
  2. A
  3. E
  4. B
  5. D

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.