Esboce a curva de titulação esperada para cada uma das seguintes titulações e justifique a sua resposta.
trietilamina
piridina
com HCl
.
trietilamina
piridina
(Dois pontos de inflexão, sendo o segundo menor que o primeiro)
trietilamina
Passo 1
Temos uma solução que contém simultaneamente duas bases fracas, trietilamina e piridina, ambas com concentração inicial de
mol
¹, que é titulada com HCl
mol
¹. O conteúdo envolve curvas de titulação de mistura de bases fracas, que apresentam dois pontos de equivalência (dois pontos de inflexão na curva de
versus volume de ácido adicionado). Para resolver, vamos (1) obter os
dos respectivos íons conjugados, (2) calcular os volumes de equivalência para cada base e (3) determinar qualitativamente os valores de
nos pontos de equivalência, justificando a forma geral da curva.
Passo 2
Transformamos os dados de
em
e em seguida em
, lembrando que
Para trietilamina:
Para piridina:
Passo 3
Supondo um volume inicial
da mistura, cada base tem
mol. O HCl de mesma concentração (
mol
¹) consome um volume igual aos moles de cada base para chegar a cada equivalência:
– Primeiro ponto de equivalência (trietilamina protonada):
– Primeiro ponto de equivalência (trietilamina protonada):
– Segundo ponto de equivalência (piridina protonada):
Passo 4
Em cada ponto de equivalência a solução contém apenas o cátion conjugado da base correspondente em concentração média
mol
¹ (pois o volume dobrou ou triplicou em relação a
). O
num ponto de equivalência de base fraca é dado approximadamente por
onde
mol
¹.
– Para a trietilamina :
– Para a trietilamina
– Para a piridina
:
Note que
, de modo que o primeiro ponto de equivalência está em pH mais alto que o segundo.
Passo 5
Esboço qualitativo da curva
versus volume de HCl adicionado (eixos normalizados a
):
- Inicialmente, predomina a trietilamina (base mais forte) e o pH está em torno de 11–12.
- À medida que se adiciona HCl, forma-se primeiro o tampão
, com ligeira queda de pH até cerca de 10–11, culminando no primeiro ponto de equivalência em e . - Entre
e há formação do tampão , com novo patamar de pH caindo de ~6,5 até ~4–5. - No segundo ponto de equivalência
ocorre . - Com excesso de HCl além de
, o pH cai rapidamente para valores ácidos fortemente < 2.
Resposta
A curva de titulação apresenta dois inflexões sucessivas em volumes
e
, com
sendo o primeiro ponto de equivalência claramente em pH mais alto que o segundo, justamente porque
é um ácido conjugado muito mais fraco
que
.