- Explique o princípio de funcionamento dos indicadores utilizados nos experimentos de volumetria de neutralização e de complexação. Por que ocorre a mudança de cor?
Passo 1
O enunciado pede para explicar como funcionam os indicadores em titulometria de neutralização (acidobásica) e em titulometria de complexação, e por que eles mudam de cor. O conteúdo envolve química de equilíbrios: no caso acidobásico, o equilíbrio de protólise de um indicador; no caso complexométrico, o equilíbrio de formação e ruptura de complexo metálico com o indicador.
Passo 2
Um indicador acidobásico é uma substância fraca que existe em duas formas com cores diferentes: a forma protonada (
) e a forma desprotonada (
). O equilíbrio químico é
Cada forma apresenta uma cor distinta, por exemplo vermelho para
e amarelo para
. À medida que o pH da solução muda durante a titulação, o equilíbrio se desloca, alterando a proporção entre
e
, até que a cor visível mude perto do ponto de equivalência.
A mudança brusca de pH no ponto de equivalência faz com que a razão
A mudança brusca de pH no ponto de equivalência faz com que a razão
cruze o intervalo de sensibilidade do indicador. Como o olho humano percebe mudança de cor quando a fração de uma das formas excede cerca de 10 %, ocorre a viragem de cor exatamente quando o pH atinge o valor de viragem do indicador escolhido.
Passo 3
Um indicador complexométrico funciona de modo análogo, mas envolvendo metal. Ele forma um complexo colorido com o íon metálico da amostra, por exemplo
onde
é o indicador livre (cor A) e
é o complexo (cor B). Durante a titulação com
, o ligante quelante retira o metal do indicador, liberando
. No ponto de equivalência todo o metal está complexo com EDTA, então o indicador livre predomina e muda de cor.
Passo 4
Em ambos os casos a mudança de cor ocorre porque o sistema químico sofre deslocamento de equilíbrio (protólise ou complexação) quando se atinge a condição de equivalência, alterando drasticamente as frações relativas das espécies coloridas do indicador.
Resposta
Em titulometria de neutralização, o indicador é um ácido ou base fraco cujo equilíbrio de protólise
produz duas espécies de cores distintas; ao mudar o pH no ponto de equivalência, altera-se a razão
e ocorre a viragem de cor. Em titulometria de complexação, o indicador forma um complexo colorido com o metal da amostra, e na adição de
esse metal é removido do indicador, liberando-o em sua forma livre (cor diferente). A ruptura do complexo indicador-metal no ponto de equivalência desloca o equilíbrio e provoca a mudança de cor.