O ponto de equivalência é um conceito importante em química que se refere ao ponto em uma reação química em que a quantidade de um reagente é exatamente igual à quantidade de outro reagente, permitindo que a reação ocorra completamente.
O ponto de equivalência é geralmente determinado por meio de uma titulação, onde um reagente é adicionado gradualmente a uma solução contendo o outro reagente até que a reação atinja o equilíbrio.
Este ponto é crucial para determinar a concentração de uma substância em uma solução desconhecida, calculando a quantidade de reagente necessário para atingir o ponto de equivalência. Dessa forma, o ponto de equivalência é fundamental para a análise quantitativa de substâncias químicas e para garantir o sucesso de uma reação.
Qual é o ponto em que as quantidades de reagentes e produtos são iguais?
O ponto de equivalência em uma reação química é o momento em que as quantidades de reagentes e produtos são iguais. Isso significa que toda a quantidade de um reagente foi consumida e transformada nos produtos desejados. No ponto de equivalência, a quantidade de reagente adicionada é exatamente a quantidade necessária para reagir completamente com o reagente oposto.
Para determinar o ponto de equivalência em uma reação química, é comum utilizar indicadores ou titulantes que mudam de cor quando a reação atinge o equilíbrio. Esses indicadores facilitam a identificação do ponto em que a quantidade de reagente adicionada é suficiente para reagir completamente com o reagente oposto.
O ponto de equivalência é fundamental em titulações, onde é utilizado para determinar a concentração de uma solução desconhecida. Ao atingir o ponto de equivalência, é possível calcular a quantidade de reagente adicionada e, consequentemente, a concentração da solução desconhecida. Assim, o ponto de equivalência desempenha um papel crucial na determinação de concentrações em soluções químicas.
Identificando o ponto de equivalência durante uma titulação ácido-base.
Quando realizamos uma titulação ácido-base, é fundamental identificar o ponto de equivalência, que é o momento em que a quantidade de ácido é igual à quantidade de base adicionada. Nesse ponto, a reação química está completa e o pH da solução é neutro.
O ponto de equivalência pode ser identificado utilizando indicadores ácido-base, como a fenolftaleína ou o azul de bromotimol. Esses indicadores mudam de cor em função do pH da solução, o que nos ajuda a determinar quando atingimos o ponto de equivalência.
É importante ressaltar que o ponto de equivalência não é o mesmo que o ponto de neutralização. Enquanto o ponto de equivalência marca o fim da reação química, o ponto de neutralização indica o ponto em que o pH da solução é neutro, ou seja, igual a 7.
O conhecimento do ponto de equivalência é essencial em diversos campos da química, como na determinação da concentração de ácidos e bases em solução, na análise de amostras desconhecidas e no controle de qualidade de produtos químicos.
Em resumo, o ponto de equivalência durante uma titulação ácido-base é o momento em que a quantidade de ácido é igual à quantidade de base adicionada, marcando o fim da reação química. Esse ponto é identificado através de indicadores ácido-base e é fundamental para diversos processos químicos.
Qual a distinção entre ponto de equivalência e ponto final de uma titulação?
O ponto de equivalência e o ponto final de uma titulação são conceitos essenciais na química analítica. O ponto de equivalência refere-se ao momento em que a quantidade de titulante adicionada é exatamente igual à quantidade do analito presente na solução. Já o ponto final é o ponto em que ocorre uma mudança detectável na solução, como uma mudança de cor ou formação de um precipitado, indicando o término da reação de titulação.
Uma das principais distinções entre esses dois pontos é que o ponto de equivalência é calculado teoricamente com base na estequiometria da reação, enquanto o ponto final é detectado experimentalmente. Além disso, o ponto de equivalência é o ponto em que a reação química está completa, enquanto o ponto final é o ponto em que conseguimos detectar essa conclusão.
O ponto de equivalência é de extrema importância em titulações, pois é a partir dele que podemos determinar a concentração de uma substância desconhecida. Para isso, utilizamos indicadores de pH que mudam de cor próximo ao ponto de equivalência, facilitando a detecção do momento exato em que a reação atinge seu fim.
Em resumo, o ponto de equivalência é o momento teórico em que a quantidade de titulante é igual à quantidade do analito, enquanto o ponto final é o momento experimental em que conseguimos detectar essa igualdade. Ambos são fundamentais para o sucesso de uma titulação e para a determinação precisa da concentração de uma substância em solução.
A importância do indicador na titulação e sua função no processo de análise química.
Os indicadores são substâncias que mudam de cor em função do pH de uma solução. Na titulação, são utilizados para identificar o ponto de equivalência, que é o ponto em que a quantidade de titulante adicionada é exatamente igual à quantidade de analito presente na solução.
A importância do indicador na titulação está relacionada à sua função de sinalizar o ponto de equivalência. Isso é fundamental para determinar a concentração de uma substância em uma solução, já que a mudança de cor do indicador indica que a reação química atingiu seu ponto final.
Além disso, o indicador também desempenha um papel crucial no processo de análise química, pois permite que o analista identifique o ponto de viragem da titulação. Isso garante a precisão e a exatidão dos resultados obtidos, uma vez que o ponto de equivalência é determinado de forma precisa.
Em resumo, o indicador é essencial na titulação porque sua correta utilização permite identificar o ponto de equivalência, garantindo a precisão e a confiabilidade dos resultados da análise química.
Qual é o ponto de equivalência e para que serve?
O ponto de equivalência é aquele em que duas substâncias químicas reagiram completamente. Nas reações ácido-base, este ponto indica quando um ácido ou base inteiro foi neutralizado. Esse conceito é o pão diário de graus ou avaliações volumétricas e é determinado por cálculos matemáticos simples.
Mas qual é o grau? É um processo no qual um volume de uma solução de concentração conhecida, denominada titulante, é adicionado cuidadosamente a uma solução de concentração desconhecida, a fim de obter sua concentração.
O uso de um indicador de pH permite conhecer o momento em que a titulação termina. O indicador é adicionado à solução que está sendo intitulada para fazer a quantificação da concentração que você deseja saber. Um indicador de base ácida é um composto químico cuja cor depende da concentração de hidrogênio ou pH do meio.
No entanto, a mudança de cor do indicador indica o ponto final do grau, mas não o ponto de equivalência. Idealmente, ambos os pontos devem corresponder; mas, na realidade, a mudança de cor pode ocorrer algumas gotas após a neutralização do ácido ou da base.
Qual é o ponto de equivalência?
Uma solução de um ácido de concentração desconhecida colocada em um balão pode ser titulada, adicionando lentamente uma solução de hidróxido de sódio de concentração conhecida usando uma bureta.
A seleção de um indicador deve ser feita de forma que mude de cor no ponto em que a mesma quantidade de equivalentes químicos da solução titulante e a solução de concentração desconhecida tenham reagido.
Esse é o ponto de equivalência, enquanto o ponto em que um indicador muda de cor é chamado de ponto final, onde a titulação termina.
Ponto final
A ionização ou dissociação do indicador é representada da seguinte forma:
HIn + H 2 O <=> In – + H 3 O +
E, portanto, tem uma constante Ka
Ka = [H 3 O + ] [In – ] / [HIn]
A relação entre o indicador não dissociado (HIn) e o indicador dissociado (In – ) determina a cor do indicador.
A adição de um ácido aumenta a concentração de HIn e produz a cor 1 do indicador. Enquanto isso, a adição de uma base favorece um aumento na concentração do indicador dissociado (In – ) (cor 2).
É desejável que o ponto de equivalência coincida com o ponto final. Para fazer isso, um indicador com um intervalo de mudança de cor que inclui o ponto de equivalência é selecionado. Além disso, trata-se de reduzir qualquer erro que produza uma diferença entre o ponto de equivalência e o ponto final.
A padronização ou avaliação de uma solução é um processo em que a concentração exata de uma solução é determinada. É metodologicamente um grau, mas a estratégia seguida é diferente.
Uma solução do padrão primário é colocada no balão e a solução titulante sendo padronizada é adicionada com uma bureta.
Ponto de equivalência da titulação de um ácido forte com uma base forte
100 mL de HCl 0,1 M são colocados no balão e uma solução de NaOH 0,1 M é gradualmente adicionada por meio de uma bureta, determinando as alterações de pH da solução que origina o ácido clorídrico
Antes de adicionar NaOH, o pH da solução de HCl é 1.
A base forte (NaOH) é adicionada e o pH é aumentado gradualmente, mas ainda é um pH ácido, uma vez que o excesso de ácido determina esse pH.
Se o NaOH continuar a ser adicionado, chega um momento em que o ponto de equivalência é atingido, em que o pH é neutro (pH = 7). O ácido reagiu com a base sendo consumida, mas ainda não há excesso de base.
A concentração de cloreto de sódio, que é um sal neutro, predomina (nem Na + nem Cl – hidrólise).
Se o NaOH continuar a ser adicionado, o pH continuará aumentando, tornando-se mais básico que o ponto de equivalência, porque predomina a concentração de NaOH.
Idealmente, a mudança de cor do indicador deve ocorrer a um pH = 7; mas devido à forma abrupta da curva de titulação, a fenolftaleína que muda para uma cor rosa pálido a um pH em torno de 8 pode ser usada.
Curva de titulação ácido fraco – base forte
Neste caso chama-se um ácido fraco, tal como ácido acético (CH 3 COOH) com uma base forte, de hidróxido de sódio (NaOH). A reação que ocorre na titulação pode ser esquematizada da seguinte maneira:
NaOH + CH 3 COOH => CH 3 COO – Na + + H 2 O
Neste caso, a solução tampão de acetato é formada com um pKa = 4,74. A região tamponada pode ser vista na mudança leve e quase imperceptível antes do pH 6.
O ponto de equivalência, como a imagem indica, é de 8,72 e não de 7. Por que? Porque CH 3 COO – é um ânion que após a hidrólise gera OH – , que baseia o pH:
CH 3 COO – + H 2 O <=> CH 3 COOH + OH –
Etapas
A titulação do ácido acético pelo hidróxido de sódio pode ser dividida em quatro etapas para análise.
-Antes de começar a adicionar a base (NaOH), o pH da solução é ácido e depende da dissociação do ácido acético.
-Como o hidróxido de sódio é adicionado, a solução tampão de acetato é formada, mas da mesma maneira a formação da base conjugada de acetato é aumentada, o que leva a um aumento no pH da solução.
-O pH do ponto de equivalência ocorre a um pH de 8,72, que é francamente alcalino.
O ponto de equivalência não tem um valor constante e varia dependendo dos compostos envolvidos na titulação.
-Ao continuar a adicionar NaOH, após atingir o ponto de equivalência, o pH aumenta devido a um excesso de hidróxido de sódio.
Seleção do indicador de acordo com o ponto de equivalência
A fenolftaleína é útil na determinação do ponto de equivalência nessa titulação, porque tem seu ponto de viragem de cor em um pH em torno de 8, que cai na zona de pH da titulação de ácido acético que inclui o ponto de equivalência (pH = 8,72).
Por outro lado, o vermelho de metila não é útil para determinar o ponto de equivalência, pois muda de cor na faixa de pH de 4,5 a 6,4.
Referências
- Wikipedia (2018). Ponto de equivalência. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Definição de ponto de equivalência. Recuperado de: thoughtco.com
- Lusi Madisha (16 de abril de 2018). Diferença entre ponto final e ponto de equivalência. »DifferenceBetween.net. Recuperado de: differencebetween.net
- Veja J. (2018). Ponto de Equivalência: Definição e Cálculo. Recuperado de: study.com
- Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP e Stanley, GG Chemistry. (2008) Oitava Edição. Cengage Learning Publishers.