UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO

IQF 367 – Fisicoquímica Experimental

Alunos: Bruno, Hugo, Thalita dos Anjos de Oliveira

Titulação

Condutométrica

Data: 20/10/2015

1. Introdução

A condutometria mede a condutância elétrica desoluções iônicas. De forma geral, a

condução elétrica da eletricidade através das soluções iônicas se dá à custa da migração de

íons positivos e negativos com aplicação de um campo eletrostático. Acondutância de uma

solução iônica depende do número de íons presente, bem como das cargas e das mobilidades

dos íons.

A condutometria abrange duas técnicas analíticas: a condutometria direta, maissimples, e

a titulação condutométrica, a qual estudamos neste experimento.

As medições condutimétricas diretas não são seletivas, pois qualquer ion contribui para a

condutância duma solução, logo não épossível determinar a concentração de um ion em

solução.

Numa titulação condutimétrica segue-se a variação da condutância da solução em análise

à medida que o reagente titulante é adicionado de umabureta. As titulações condutimétricas,

ao contrário da condutimetria direta, permitem a determinação da concentração de um ion

em solução, uma vez que da reação química que ocorre entre titulante etitulado resultam

alterações da quantidade de ions presentes em solução com substituição dos ions iniciais por

outros de mobilidades diferentes e portanto a condutância da solução titulada varia.

A determinação de ácido acético numa amostra de vinagre contaminado com ácido

clorídrico pode ser efetuada por titulação condutimétrica em que uma base forte titulante

(NaOH) é adicionada à amostra.

2. Objetivo

A partir de uma solução de HCl de concentração conhecida, titular uma solução de NaOH

para descobrir sua concentração. Após descobrir a concentração de NaOH usa-la em outra

titulação, para descobrir a concentração da solução de Ácido Ácetico.

3. Materiais e métodos

a. Materiais e Reagentes

Béquer de 500 mL

Pipeta volumétrica de 10,00 mL

Pêra

Bureta de 50,00 mL

Agitador magnético

Placa de agitação magnética

Célula de condutividade

Ácido clorídrico (HCl) 0,1 N

Hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 N

Ácido acético (CH3COOH) 0,1 N

b. Métodos

Em um béquer de 500 mL adicionou-se 10,00 mL da solução de NaOH 0,1 N e

cerca de 400 mL de água destilada. Ao béquer contendo a solução foi adicionado um

agitador magnético, o béquer então foi colocado sobre uma placa de agitação

magnética.

Uma bureta de 50,00 mL foi rinsada com HCl 0,1 N, então a bureta foi

preenchida com este ácido.

O eletrodo da célula de condutividade foi imerso na solução contida no béquer

e a condutância inicial foi medida. Após isso, foi adicionado 1,00 mL do HCl 0,1 N da

bureta e novamente mediu-se a condutância. O procedimento foi repetido até que se

ultrapassasse o ponto de equivalência, ou seja até que a condutância crescesse

ligeiramente.

O mesmo procedimento foi adotado substituindo o HCl 0,1 N por CH3COOH 0,1

N e mediu-se todos os pontos como já descritos, até que a condutância não variasse

bruscamente.

4. Resultados e discussões

a. Titulação condutométrica HCl 0,1 N com NaOH 0,1 N

A reação que ocorre nesta titulação é descrita abaixo:

HCl + NaOH NaCl + H2O

Cálculo de volume de equivalência:

M = x * N, como HCl é um ácido com apenas 1 hidrogênio ionizável, x =1, então

a molaridade é igual a normalidade. Como o NaOH só libera 1 OH-, x também é igual a

1, sendo a molaridade igual a normalidade.

C1V1 = C1V2

0,1 * 10,00 = 0,1 * x

x = 10,00 mL

Os resultados obtidos encontram-se na tabela abaixo e foram expressos no gráfico a

seguir:

Volume de

HCl (mL)

Condutância

(µS/cm)

0,00 613,7

1,00 576,0

2,00 540,4

3,00 505,1

4,00 465,1

5,00 433,3

6,00 401,4

7,00 367,4

8,00 335,7

9,00 316,5

10,00 422,9

11,00 532,5

12,00 648,5

13,00 759,1

14,00 868,6

15,00 976,1

16,00 1078,9

17,00 1186,9

18,00 1294,2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

200

400

600

800

1000

1200

1400

Condutância (µS/cm)

Condutância (µS/cm)

As equações das retas obtidas são:

y = -46,713x + 619,42

y = 108,083x – 649,04

Nota-se que inicialmente a condutividade diminui com o aumento do volume

do titulante, mas após o ponto de equivalência ocorre um aumento da condutividade

com o aumento do volume.

Isso se deve a mobilidade e condutâncias diferenciadas do OH- (assim como o

H3O+) pela solução. Isso é explicado pelo mecanismo de Grotthus (figura 1), ou seja,

para o caso de um ácido, um próton é transferido pelas moléculas de água de uma

maneira muito mais rápida que outros íons em solução, por isso a sua mobilidade é

maior, assim maior é sua condutância.

Figura 1 - Mecanismo de Grotthus

Antes do ponto de equivalência há um excesso de OH - por conta da presença

de NaOH. Conforme há adição de ácido, há um consumo do OH -, com essa diminuição

de hidroxila a condutância diminui.

Após o ponto de equivalência todo o OH- já for consumido e há um excesso de

H3O+, que possui maior condutância que os outros íons por conta de sua melhor

mobilidade (mecanismo de Grotthus, já descrito).

Cálculo do volume do ponto final:

Igualando as equações das retas tem-se

-46,713x + 619,42 = 108,083x – 649,04

154,796x = 1268,46

x = 8,19 mL

Cálculo da concentração de NaOH:

0,1 mol HCl ---- 1000 mL

x ---- 8,19 mL x = 8,19*10-4 mol de HCl

Como a reação ocorre na proporção de 1:1 de HCl com NaOH, tem-se 8,19*10 -4 mol de

NaOH

8,19*10-4 mol NaOH ---- 10,00 mL

y ---- 1000 mL y = 0,0819 mol/L

Logo a concentração do NaOH é aproimadamente 0,0819 N

b. Titulação condutométrica CH3COOH 0,1 N com NaOH 0,1 N

A reação que ocorre nesta titulação é descrita abaixo:

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

Cálculo de volume de equivalência:

M = x * N, como ácido acético é um ácido com apenas 1 hidrogênio ionizável, x

=1, então a molaridade é igual a normalidade. Como o NaOH só libera 1 OH - x também

é igual a 1, sendo a molaridade igual a normalidade.

C1V1 = C1V2

0,0819 * 10,00 = 0,1 * x

x = 8,19 mL

Os resultados obtidos encontram-se na tabela abaixo e foram expressos no

gráfico a seguir:

Volume de

CH3COOH (mL)

Condutância

(µS/cm)

0,00 623,0

1,00 574,5

2,00 525,7

3,00 476,4

4,00 429,8

5,00 383,7

6

,00

337,7

7,00 293,8

8,00 249,5

9,00 225,7

10,00 225,1

11,00 223,4

12,00 223,6

13,00 223,8

14,00 223,5

15,00 223,5

16,00 223,8

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

100

200

300

400

500

600

700

Condutância (µS/cm)

Condutância (µS/cm)

As equações das retas obtidas são:

y = -45,429x + 615,77

y = -0,2476x + 227,15

Nota-se que inicialmente a condutividade diminui com o aumento do volume

do titulante, mas após o ponto de equivalência a condutância não varia muito com o

aumento de volume.

Isso pode ser explicado da seguinte forma:

Antes do ponto de equivalência a diminuição da condutância com o volume

ocorre pelo mesmo motivo já descrito para a titulação de HCl.

Após o ponto de equivalência, por se tratar de uma neutralização de um ácido

fraco com uma base forte, ocorre uma reação de hidrólise e há então um efeito de

tamponamento. Por isso, mesmo com excesso de H3O+ não ocorre uma variação

brusca de condutância.

CH3COO- + H2O OH- + CH3COOH Reação de hidrólise

Cálculo do volume do ponto final:

Igualando as equações das retas tem-se

-45,429x + 615,77 = -0,2476x + 227,15

45,534x = 388,62

x = 8,53 mL

Cálculo da concentração de CH3COOH:

0,0819 mol NaOH ---- 1000 mL

x ---- 10,00 mL x = 8,19*10-4 mol NaOH

Como a reação ocorre na proporção de 1:1 de CH3COOH com NaOH, tem-se

8,19*10-4 mol de CH3COOH

8,19*10-4 mol CH3COOH ---- 8,53 mL

y ---- 1000 mL y = 0,09601 mol/L

Logo a concentração do CH3COOH é aproximadamente 0,09601 N

5. Conclusão

Com base nos resultados obtidos, nota-se que o método da titulação

condutométrica é adequado para determinação de concentrações de soluções. Além

de apresentar como vantagem a não utilização de indicadores, podendo então ser

aplicado para muitos casos em que a titulação convencional não seria possível.

6. Bibliografia

<http://www.ufjf.br/nupis/files/2012/04/aula-4-condutometria_1.pdf>

Condutometria Acesso em 21/10/2015 às 15:25