Por que a curva do ácido fraco começa mais acima do que a do forte?

O ácido fraco está só em parte dissociado: há menos H⁺ livres do que num ácido forte da mesma concentração analítica. O pH inicial se calcula com K_a, não como −log C_a.

O que é o ponto de equivalência e onde ele está no gráfico?

A quantidade de base adicionada é estequiometricamente igual à quantidade inicial de ácido. Na curva é o meio do trecho mais íngreme. Para ácido fraco e base forte ele cai na região alcalina por causa da hidrólise da base conjugada, não necessariamente em pH 7.

Por que o ácido fraco tem um trecho tampão quase plano?

Aparece uma mistura de HA e A⁻. A solução tampão segura o pH; a equação de Henderson–Hasselbalch dá pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). A capacidade é máxima quando [HA] = [A⁻], ou seja em pH = pK_a.

Como escolher o indicador a partir da curva?

O indicador deve mudar de cor no trecho vertical, na zona do ponto de equivalência. O intervalo de viragem da fenolftaleína (cerca de 8,2–10,0) cabe no salto ácido fraco / base forte e pode não cobrir o salto de outro par.

Titulação

Adição de base ao ácido: curva de pH em função do volume de titulante e ponto de equivalência.

Frasco + indicador

1.00

Ácida

V_a = 25 mL · C_a = 0.10 M · C_b = 0.10 M · V_b = 0.00 mL

Bureta

0.0 mL

Gráficos

Sobre o modelo

A titulação é a neutralização gradual de um ácido por uma base: no gráfico, o pH da solução em função do volume de titulante adicionado. Para ácido forte e base forte o pH se calcula com a concentração de H⁺ ou OH⁻ em excesso antes e depois do ponto de equivalência; perto dele importa a autoionização da água (K_w = 1,0×10⁻¹⁴ a 25 °C). Para ácido fraco e base forte entram K_a e a equação de Henderson–Hasselbalch pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]) na região tampão; o pH no ponto de equivalência fica por conta da hidrólise da base conjugada. As soluções se tomam ideais a 25 °C, não se leva em conta a força iônica e as reações são instantâneas. Na curva aparecem o salto de pH, o ponto de equivalência (o trecho mais íngreme) e o patamar tampão do ácido fraco.

Para quem: Ensino médio e química analítica: equilíbrios ácido-base, soluções tampão e titulação.

Conceitos-chave

titulação
ponto de equivalência
curva de titulação
neutralização
região tampão
equação de Henderson–Hasselbalch
constante de dissociação
titulante

Como funciona

Da bureta adiciona-se base forte ao ácido no frasco. Curva pH(V): no par forte–forte o ponto de equivalência está em pH 7; para ácido fraco e base forte a zona de equivalência é alcalina por causa da hidrólise da base conjugada. No gráfico marcam-se o volume atual e o V_eq teórico.

Fórmulas principais

Forte–forte: [H⁺] = (C_a V_a − C_b V_b) / (V_a + V_b) antes da equivalência; depois, [OH⁻] de modo análogo. Se C_a V_a = C_b V_b → pH 7.

Tampão de ácido fraco: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). Na equivalência: [OH⁻] ≈ √(K_b · [A⁻]).

Perguntas frequentes

Por que a curva do ácido fraco começa mais acima do que a do forte?: O ácido fraco está só em parte dissociado: há menos H⁺ livres do que num ácido forte da mesma concentração analítica. O pH inicial se calcula com K_a, não como −log C_a.
O que é o ponto de equivalência e onde ele está no gráfico?: A quantidade de base adicionada é estequiometricamente igual à quantidade inicial de ácido. Na curva é o meio do trecho mais íngreme. Para ácido fraco e base forte ele cai na região alcalina por causa da hidrólise da base conjugada, não necessariamente em pH 7.
Por que o ácido fraco tem um trecho tampão quase plano?: Aparece uma mistura de HA e A⁻. A solução tampão segura o pH; a equação de Henderson–Hasselbalch dá pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). A capacidade é máxima quando [HA] = [A⁻], ou seja em pH = pK_a.
Como escolher o indicador a partir da curva?: O indicador deve mudar de cor no trecho vertical, na zona do ponto de equivalência. O intervalo de viragem da fenolftaleína (cerca de 8,2–10,0) cabe no salto ácido fraco / base forte e pode não cobrir o salto de outro par.

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