Titulação na prática

A análise volumétrica mais aplicada em laboratório pelos químicos é a titulação. Esse processo é usado para se descobrir a concentração em mol/L de uma solução a qual não sabemos a composição (analito), por meio da sua reação de neutralização (ácido-base) com outra solução a qual sabemos a concentração e a composição (titulante).

No entanto, explicar essa técnica para os alunos pode se tornar maçante para eles, acabando por enfatizar somente os cálculos teóricos. Mas, visto que é um conteúdo importante, o professor pode melhorar a aprendizagem e o interesse de seus alunos por esse conteúdo, realizando-o na prática em sala de aula.

Além disso, essa atividade é importante porque o professor deve levar em conta que atualmente não se busca mais uma memorização de nomes, fórmulas, informações e conhecimentos como fragmentos desligados da realidade dos alunos. Ao contrário, eles precisam compreender de forma significativa os processos naturais e tecnológicos e se apropriar deles, desenvolvendo capacidades e habilidades. E a titulação trata-se de um processo ligado ao desenvolvimento tecnológico das pesquisas realizadas em indústrias e em laboratórios, tendo um papel muito importante no desenvolvimento de produtos usados na sociedade moderna.

O melhor de tudo é que os materiais que serão usados nessa atividade experimental são de fácil acesso e os alunos podem encontrar em suas próprias casas ou comprar em supermercados locais.

Materiais e reagentes:

• Vinagre branco (incolor);
• Indicador fenolftaleína;
• Soda cáustica* (ou algum produto de limpeza que contenha hidróxido de amônio (NH₄OH), tais como os multiúsos);
• Água;
• Conta-gotas;
• 1 copo;
• 1 tubo de ensaio;
• 1 colher de chá.

Procedimento experimental:

1. Coloque água no copo até a sua metade;

2. Misture uma colher de soda cáustica na água para preparar uma solução básica (no caso de se usar o produto de limpeza, basta colocá-lo no copo, sem a água, pois ele já está na forma de uma solução);

3. No tubo de ensaio coloque cerca de 5 mL de vinagre e três gotas de fenolftaleína;

4. Goteje bem devagar, usando o conta-gotas, a solução de soda (ou o produto de limpeza) no vinagre com a fenolftaleína no tubo de ensaio. Agite o tubo após cada gota;

5. Pare quando a solução adquirir a cor rosa.

Resultados e discussão:

A soda cáustica é composta de hidróxido de sódio (NaOH), que é uma base. No caso dos produtos de limpeza, eles têm a base hidróxido de amônio (NH₄OH). Já o vinagre é composto basicamente de uma solução aquosa de ácido acético. Assim, quando colocamos essas duas substâncias em contato, ocorre uma reação de neutralização (reação ácido-base).

Inicialmente o indicador fenolftaleína fica incolor no vinagre, porque está em meio ácido. Mas, quando a quantidade de íons H⁺ fornecidos pelo ácido acético e a quantidade de íons OH^- fornecidos pela soda cáustica se igualar, atingindo o ponto de equivalência (ou ponto de viragem), a solução muda de cor, para o rosa, que é a cor da fenolftaleína em meio básico.

O professor pode perguntar para os alunos o que eles deveriam fazer caso quisessem que a solução voltasse a ficar incolor. A resposta é colocar mais vinagre.

Além disso, se o professor quiser realizar uma aula mais completa e calcular a concentração em mol/L do vinagre, basta fazer o seguinte:

• Prepare a solução de soda cáustica colocando exatamente 40 g de soda e água suficiente até atingir 1 litro de solução. Dessa forma, você terá uma solução de NaOH com concentração de cerca de 1 mol/L;
• Conte exatamente quantas gotas de vinagre você colocou no tubo de ensaio, lembrando que 20 gotas equivalem a 1 mL.

Proceda exatamente da mesma forma. Nesse caso, a solução aquosa de soda cáustica funcionará como o titulante e o vinagre será o analito.

Agora que você tem os dados em mãos poderá pedir para os alunos calcularem a concentração em mol/L do vinagre por meio da seguinte fórmula:

M_{soda cáustica} . V_{soda cáustica} = M_vinagre . V_vinagre

Em que:

M = concentração em mol/L;
V = volume em litros.

Por exemplo, digamos que um grupo de alunos realizou esse experimento colocando 100 gotas de vinagre, isto é, um volume de 5 mL ou 5,0 . 10^-3 L, e foram necessárias 40 gotas ( 2 mL ou 2,0 . 10^-3 L) da solução de soda cáustica para atingir o ponto de viragem.

Veja qual será a concentração do vinagre:

M_{soda cáustica} . V_{soda cáustica} = M_vinagre . V_vinagre
1 mol/L . 2,0 . 10^-3 L =  M_vinagre . 5,0 . 10^-3 L
M_HCℓ =  2,0 . 10^-3 mol
                  5,0 . 10^-3 L
M_HCℓ =0,4 mol/L

A concentração do vinagre é de 0,4 mol/L, ou seja, existem 0,4 mol de ácido acético em cada litro da solução.

* Visto que a soda cáustica é um material corrosivo, o professor deve tomar muito cuidado na realização desse experimento. Aconselha-se o uso de equipamentos de proteção individual (EPI), como luvas e óculos de proteção.