ESTEQUIOMETRIA DE SOLUÇÕES E ANÁLISE QUÍMICA

 

 

Imagine que você tenha de determinar as concentrações de vários íons em uma amostra de água de um lago. Apesar de vários métodos instrumentais terem sido desenvolvidos para tais análises, reações químicas continuam a ser usadas. Aprendemos que se você sabe a equação química e a quantidade consumida de um reagente, é possível calcular as quantidades dos outros reagentes e produtos.

Lembre-se de que os coeficientes em uma equação balanceada fornecem a quantidade relativa de matéria de reagentes e produtos. Para usar essa informação, devemos converter as quantidades de substâncias envolvidas em quantidade de matéria. Quando estamos trabalhando com gramas de substâncias, usamos a massa molar para fazer essa conversão. Entretanto, se trabalharmos com soluções de concentrações em quantidade de matéria conhecidas, usaremos a concentração e o volume para determinar a quantidade de matéria (quantidade de matéria do soluto = c x V). A Figura 1 resume esse método para se usar a estequiometria:

 

 



 

Figura 1. Esboço do procedimento usado para resolver problemas estequiométricos que envolvam unidades de massa medidas (laboratório), concentração (concentração em quantidade de matéria) ou volume.

 


 

 

Titulações


Para se determinar a concentração de determinado soluto em uma solução, os químicos geralmente realizam uma titulação, que envolve combinar a solução de uma amostra com uma solução de um reagente de concentração conhecida, chamada solução padrão. As titulações podem ser conduzidas usando reações ácido-base, precipitação ou óxido-redução. Suponha que tenhamos uma solução de HCl com concentração desconhecida e uma solução de NaOH cuja concentração é 0,100 mol/L. Para determinar a concentração da solução de HCl, tomamos determinado volume dessa solução, digamos, 20,0 mL. Adicionamos lentamente a solução padrão de NaOH até que a reação de neutralização entre HCl e NaOH seja completa. O ponto no qual as quantidades estequiométricas se equivalem é conhecido como ponto de equivalência ou ponto de viragem da titulação.

 


Figura 2. Mudança na aparência de uma solução contendo o indicador fenolftaleína quando a base é adicionada. Antes do ponto final, a solução é incolor (a). À medida que se aproxima do ponto final, uma cor rosa-claro se forma onde a base é adicionada (b). No ponto final, a cor rosa-claro se estende por toda a solução após a agitação. Quanto mais base for adicionada, mais se intensifica a cor rosa (c).


 


Para que se faça a titulação de uma solução desconhecida com uma solução padrão, é necessário encontrar alguma maneira de se determinar quando o ponto de equivalência da titulação foi atingido. Em uma titulação ácido-base, a tintura conhecida como fenolftaleína é incolor em soluções ácidas, mas rosa em soluções básicas. Se adicionamos fenolftaleína a uma solução desconhecida de ácido, a solução ficará incolor, como visto na Figura 2a. Podemos, então, adicionar base a partir de uma bureta até a solução incolor tonar-se rosa, como visto na Figura 2c. Essa mudança de cor indica que o ácido foi completamente neutralizado e que não existe mais ácido para reagir com a gota de base que fez com que a solução ficasse colorida. A solução, conseqüentemente, torna-se básica, e a tintura, rosa. A mudança de cor sinaliza o ponto final da titulação, que geralmente é muito próximo do ponto de equivalência. Deve-se ser cuidadoso ao escolher os indicadores cujos pontos finais correspondam ao ponto de equivalência da titulação. O procedimento de titulação está resumido na Figura 3:


 

 


Figura 3. Procedimento para a titulação de ácido com uma solução padronizada de NaOH. (a) Uma quantidade de ácido é adicionada ao erlenmeyer. (b) Um indicador ácido-base é adicionado, e o NaOH padronizado é adicionado a partir de uma bureta. (c) O ponto de equivalência é sinalizado pela mudança de dor do indicador.


 

Referência:

BROWN, T.L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E. - Química, A Ciência Central, 9ª Edição; São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2005.

 

 

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