Curvas de titulação e indicadores ácido-base

RKA1JV Agora que nós já vimos as curvas de titulação detalhadamente, vamos ver como nós podemos usar o indicador ácido-base para encontrar o ponto de equivalência de uma titulação. Um indicador muda de cor em uma faixa específica de pH, por exemplo, aqui a gente tem o vermelho de metila, a faixa de pH dele é de 4,4 a 6,2, então, a gente pode dizer que a faixa de atuação dele é de 4 a 6. Em pH 4, o vermelho de metila vai ser vermelho e quando ele chegar próximo ao pH 6, ele vai mudar de cor para o amarelo. O azul de bromotimol atua em uma faixa de pH de 6 a 7,6, então, a gente pode falar que atua em uma faixa de 6 a 8, uma faixa de pH de 6 a 8. Então, ele vai do amarelo em pH 6 para azul em pH próximo a 8. A fenolftaleína é um indicador incolor que pode variar para o rosa ou para o magenta em uma faixa de pH entre 8,2 a 10, então, a gente pode falar que a faixa de pH é de 8 a 10. Vamos olhar as nossas curvas de titulação e descobrir qual indicador ácido-base nós podemos usar em cada uma. Vamos começar com essa aqui de cima. Aqui, a gente tem uma titulação de um ácido forte. Eu vou representar aqui AFR como ácido forte e uma base forte, BFR. Então, um ácido forte e uma base forte e o ponto de equivalência da nossa titulação vai ser em torno de 7. Eu vou marcar aqui na minha curva de titulação que o meu ponto de equivalência vai ser em pH 7, então, vou marcar PE igual a 7. Para o exemplo que nós calculamos isso, foram necessários 20 ml de uma base forte para alcançar o ponto de equivalência, então, se você estiver fazendo uma titulação de um ácido forte e uma base forte, o seu pH, o meu ponto de equivalência é no 7, mas isso também quer dizer que o pH do meu ponto de equivalência da titulação também vai ser 7. Vamos pensar em qual indicador ácido-base nós podemos usar aqui nessa titulação. Você quer um indicador que mude de cor perto do ponto de equivalência, por exemplo, o azul de bromotimol muda de cor em uma faixa de pH de 6 a 8. No pH 6, o azul de bromotimol é amarelo e ele mudaria de cor para azul, você pode ver até um pouquinho de verde aqui. Você vê a mudança de cor nessa faixa aqui e, para esse caso aqui, o uso de bromotimol seria um bom indicador ácido-base para essa titulação. Quando o azul persistir, significa que você alcançou o ponto de equivalência e que você uniu e combinou o ponto de equivalência da titulação com o ponto de equivalência. Essa é uma boa maneira de se aproximar do ponto de equivalência, então, vamos só marcar na nossa curva de titulação quais seriam as cores. Aqui se a gente usasse o azul de bromotimol, vou fazer um pontilhado aqui, aqui seria amarelo e ele mudaria de cor para azul, mais ou menos, por aqui, então, ele mudaria de cor por aqui. Para um ácido-forte, uma base forte perceba que a gente tem uma curva de titulação bem íngreme, e ela começa a ficar íngreme, mais ou menos aqui em pH 4 e vai até, mais ou menos, pH 10. Nós poderíamos ter usado outros indicadores também, nós poderíamos ter usado vermelho de metila na faixa entre 4 a 6, então, a gente poderia ter usado o vermelho de metila nessa faixa de pH aqui. Aqui ele seria vermelho e aqui ele ficaria amarelo, isso já te dá uma boa aproximação do ponto de equivalência ou você poderia ter usado a fenolftaleína porque ela muda de cor para o magenta no pH de 8 a 10. Como você tem essa curva de titulação íngreme, você poderia ter usado qualquer um desses três indicadores ácido-base para encontrar o ponto de equivalência dessa titulação. Agora, vamos analisar a titulação de um ácido fraco com uma base forte. Aqui embaixo, nós temos um ácido fraco, que eu vou representar como AF, e uma base forte, BFR, um ácido fraco com uma base forte. No exemplo, nós utilizamos o ácido acético e adicionamos hidróxido de sódio, o pH no ponto de equivalência aqui vai ser maior do que 7, então, o meu pH aqui no ponto de equivalência vai ser maior do que 7. No nosso exemplo, ele era bem próximo de 9, então, ele estaria mais ou menos por aqui, vou marcar que esse aqui, esse seria o meu ponto de equivalência, vou marcar aqui PE, fazer PE. Para que esse pH próximo de 9 fosse nosso ponto de equivalência foi preciso aproximadamente 200 ml de NaOH para alcançar esse ponto de equivalência. A razão do porquê o pH é maior do que 7 no ponto de equivalência para esse tipo de titulação aqui é que quando você neutraliza todo o seu ácido fraco, você ainda tem como resto uma base conjugada do ácido. A base conjugada vai reagir com a água, e, com isso, ela vai aumentar a concentração de íon hidróxido na solução, por isso seu pH vai ser maior do que 7. Se você quiser ver o cálculo, volte e assista ao vídeo sobre titulação. Para essa titulação onde a gente tem um ácido fraco e uma base forte, e que o pH no ponto de equivalência é maior do que 7, você quer escolher o indicador ácido-base que tenha uma faixa de pH maior do que 7. Por exemplo, a fenolftaleína funcionaria muito bem porque ela atua em uma faixa de pH de 8 a 10. Então, a gente poderia marcar aqui na nossa curva de titulação que a fenolftaleína mudaria de cor nessa faixa de pH, então, nessa faixa que estou fazendo em rosa, você veria sair do incolor para um magenta ou um rosa. A gente poderia parar a titulação nesse ponto e essa seria uma boa aproximação do ponto de equivalência. Você não poderia querer usar vermelho de metila aqui, porque o vermelho de metila muda de cor em uma faixa de 4 a 6. Por exemplo, a gente começaria aqui com o vermelho de metila, aqui ele seria vermelho, e ele mudaria de cor para o amarelo mais ou menos nessa faixa aqui. Então ele não seria um bom indicador ácido-base, você não poderia usar o vermelho de metila aqui. Finalmente, nós vamos para a última curva de titulação, que é de uma base fraca com um ácido forte, então, eu tenho aqui uma base fraca com um ácido forte. Nós começamos com uma base fraca, por isso que o nosso pH está aqui em cima, está próximo de 10,5 e 11. Antes de nós temos adicionado qualquer ácido aqui, o pH no ponto equivalência seria menor do que 7, então, aqui, o meu pH no ponto de equivalência vai ser menor do que 7. O pH é menor do que 7 porque você reagiu toda a sua base fraca com um ácido forte, então, você está doando prótons para a base fraca. No exemplo, a gente utilizou amônia, então, aqui a gente tem amônia que é uma base fraca, e como a gente está doando prótons, a gente formou um íon amônio, então, aqui a gente tem NH₄⁺, que é ácido. No ponto de equivalência, por exemplo, você vai ter o amônio que vai estar doando um próton para a água, então, você aumentou a concentração de um hidrônio na solução, por isso que o pH vai ser menor do que 7. Mais uma vez, assista aos vídeos anteriores, onde a gente já calculou isso previamente. No exemplo, o pH é um pouquinho acima de 5, então, nosso pH estaria mais ou menos por aqui, o pH no ponto de equivalente seria mais ou menos por aqui e você já deve estar pensando qual indicador ácido-base você deveria usar. Você quer um indicador que mude de cor em uma faixa de pH menor do que 7, o vermelho de metila seria um bom indicador para usar aqui, o vermelho de metila, por exemplo, seria amarelo em 6, então, aqui em 6, ele seria amarelo e ele mudaria de cor mais ou menos por aqui. Esse seria o ponto de equivalência da sua titulação. Essa seria uma boa maneira de encontrar o ponto de equivalência. Você não deve usar a fenolftaleína, porque ela mudaria de cor em uma faixa de pH de 8 a 10, então, ela mudaria de cor por aqui, ela sairia do magenta e aqui ela ficaria incolor, você perderia o ponto de equivalência. Então, a fenolftaleína não funcionaria aqui, o vermelho de metila seria a sua melhor escolha.