Cálculos envolvidos na titulação

O texto Titulação mostrou como é realizada essa técnica de análise volumétrica, que tem como principal objetivo identificar a concentração de uma solução por meio da sua reação com outra solução de concentração conhecida.

Agora, veremos como utilizar os dados obtidos na titulação para chegar à concentração desejada, que pode ser de um ácido ou de uma base em solução. Para tal, seguem-se basicamente três passos:

Vejamos um exemplo:

Digamos que um químico tinha uma solução de ácido acético (vinagre (CH₃COOH_(aq))) e queria descobrir a sua concentração em mol/L. Então, ele colocou 20,0 mL de vinagre (titulado) em um erlenmeyer e adicionou o indicador fenolftaleína. Depois ele encheu uma bureta de 100 mL com hidróxido de sódio (NaOH)  de concentração conhecida (titulante) igual a 1,0 mol/L.  Por fim, o químico realizou a titulação e percebeu que a mudança de cor (ponto de viragem - momento em que ele parou a titulação) ocorreu quando foram consumidos 24 mL de NaOH.

Com base nesse experimento, ele obteve os seguintes dados:

M_CH3COOH= ?
V_CH3COOH = 20 mL = 0,02 L
M_NaOH = 24 mL = 0,024 L
V_NaOH = 1,0 mol/L

Sendo que M = concentração em mol/L e V = volume em L.

Para descobrirmos a concentração do ácido acético, temos que primeiramente saber escrever a equação química que representa a reação de neutralização que ocorreu devidamente balanceada. Nesse caso, a reação é a seguinte:

1 CH₃COOH_(aq) + 1 NaOH_(aq) → 1 NaC₂H₃O_2(aq) + 1 H₂O_(ℓ)

Essa parte é importante para vermos a proporção estequiométrica em que os reagentes reagem. Observe que a proporção é de 1 : 1, ou seja, para cada mol de ácido acético, é necessário 1 mol de hidróxido de sódio.

Agora podemos proceder com os cálculos de duas formas:

(1ª) Por meio da fórmula: M_1. V₁ = M_{2 .} V₂

Visto que a proporção estequiométrica é de 1 : 1, temos que: n_CH3COOH = n_NaOH .

Sendo M = n/V → n = M . V. Desse modo, chegamos à relação acima, que pode, nesse caso, ser escrita assim: M_{CH3COOH .  CH3COOH} = M_{NaOH .} V_NaOH

Assim, basta substituir os valores dessa fórmula:

M_{CH3COOH .} V _CH3COOH = M_{NaOH .} V_NaOH
 M_{CH3COOH .} 0,02 L = 1,0 mol/L _. 0,024 L
M_CH3COOH = 0,024 mol
                     0,02 L
M_CH3COOH = 1,2 mol/L

Portanto, a concentração inicial da solução de ácido acético, nosso titulado, era de 1,2 mol/L.

Observação importante: Se a proporção estequiométrica não fosse de 1 : 1, bastaria multiplicar a concentração em mol/L (M) das substâncias pelos seus respectivos coeficientes. Por exemplo, se a proporção fosse de 1 : 2, teríamos o seguinte:

M_1. V₁ = 2 . M_{2 .} V₂

Mas veja outra maneira de realizar esses cálculos:

(2ª) Por meio de regras de três:

1 CH₃COOH_(aq) + 1 NaOH_(aq) → 1 CH₃COONa_(aq) + 1 H₂O_(ℓ)
        1 mol               1 mol              1 mol                     1 mol  
     1 . 60g               1 . 40 g              1 . 82 g                 1 . 18 g
Essas massas são as massas moleculares calculadas para cada substância.

* Sabendo que o volume gasto da solução 1,0 mol/L de NaOH_(aq) foi 24 mL, podemos descobrir primeiro a quantidade de matéria (mol) de NaOH que reagiu:

1 mol de NaOH → 1,0 L 

1 mol de NaOH --------  1000 mL
               x -------------- 24 mL
x = 0,024 mol de NaOH

* Visto que a proporção é de 1 : 1, a quantidade de matéria (mol) de ácido acético deve ser a mesma do NaOH: 0,024 mol.

Observação: Se a proporção estequiométrica fosse diferente, então, levaríamos isso em consideração nessa parte. Por exemplo, se fosse 1:3 e a quantidade de matéria de uma espécie química reagente fosse igual a 0,024 mol, então a da outra substância seria o triplo: 0,072.

* Agora, calculamos:

20 mL de vinagre --------- 0,024 mol de ácido acético
1000 mL de vinagre------- y
y = 1,2 mol

Ou seja, há 1,2 mol/L, que é o mesmo valor que obtivemos no método anterior.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química