Exercícios: Titulações e ponto de equivalência

Para determinar a concentração de uma solução de ácido clorídrico, a turma do Guilherme montou o material representado na figura: em cima está a solução de hidróxido de sódio e, no balão, estão $25,0\ \text{cm}^3$ da solução de $\text{HCl}$, medidos com pipeta volumétrica, e algumas gotas de fenolftaleína.

1. a) Identifica o material de laboratório assinalado com as letras A e B.
2. b) Indica qual é o titulante e qual é o titulado nesta titulação.
3. c) Escreve a equação química da reação de neutralização que ocorre no balão.
4. d) A fenolftaleína é incolor em meio ácido e cor-de-rosa em meio básico. Explica como se deteta, com este indicador, o momento em que se deve parar a adição de titulante.

Numa titulação, $20,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de $\text{HCl}$ $0,100\ \text{mol/dm}^3$ foram necessários para neutralizar completamente $25,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de $\text{NaOH}$ de concentração desconhecida.

1. a) Escreve a equação da reação e mostra que, no ponto de equivalência, $n(\text{NaOH}) = n(\text{HCl})$.
2. b) Calcula a quantidade de matéria de $\text{HCl}$ adicionada até ao ponto de equivalência.
3. c) Determina a concentração da solução de hidróxido de sódio.
4. d) Calcula a massa de $\text{NaOH}$ ($M = 40,0\ \text{g/mol}$) que estava dissolvida nos $25,0\ \text{cm}^3$ titulados.

A figura mostra a curva de titulação de $20,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de $\text{HCl}$ $0,100\ \text{mol/dm}^3$ com uma solução de $\text{NaOH}$ $0,100\ \text{mol/dm}^3$: regista o pH no balão à medida que se adiciona o titulante.

1. a) Lê na curva o volume de $\text{NaOH}$ adicionado até ao ponto de equivalência e o pH nesse ponto.
2. b) Justifica o valor do pH no ponto de equivalência, sabendo que o sal formado não reage com a água.
3. c) Calcula o pH da solução do balão antes de se começar a adicionar titulante e confirma o valor na curva.
4. d) A tabela indica as zonas de viragem de três indicadores ácido-base. Indica qual (ou quais) seria(m) adequado(s) para detetar o ponto de equivalência nesta titulação, justificando com base no salto brusco da curva.

Indicador	Zona de viragem (pH)
Alaranjado de metilo	3,1 – 4,4
Azul de bromotimol	6,0 – 7,6
Fenolftaleína	8,2 – 10,0

A turma da Inês titulou $25,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de $\text{NaOH}$ com uma solução padrão de $\text{HCl}$ $0,0500\ \text{mol/dm}^3$ e registou os volumes de titulante gastos em três ensaios:

Ensaio	1	2	3
$V(\text{HCl})$ (cm³)	22,35	22,45	24,10

1. a) Indica qual dos três valores deve ser rejeitado no tratamento dos resultados. Justifica.
2. b) Calcula o volume médio dos ensaios concordantes.
3. c) Determina a concentração da solução de hidróxido de sódio.
4. d) Se, num dos ensaios, a adição de titulante tivesse sido interrompida antes de a solução do balão mudar de cor, o volume registado seria maior ou menor do que o correto? E qual seria o efeito desse erro no valor calculado da concentração? Justifica.