Quais os requisitos necessários para que um indicador possa ser utilizado em titulações complexométricas?

Passo 1

O enunciado pergunta quais condições um indicador deve satisfazer para ser usado em titulações complexométricas (geralmente com EDTA). O conteúdo implica conhecer:
  • O papel de um indicador metalocrômico (é um ligante fraco que forma complexo colorido com o metal).
  • Constantes de formação dos complexos (entre metal-indicador e metal-EDTA).
  • Importância do pH e da cinética do sistema para um ponto de viragem nítido.

Passo 2

Primeiro, o indicador deve efetivamente coordenar o íon metálico. Logo, ele deve agir como ligante e formar um complexo \mathrm{M\text{-}In}. A constante de formação desse complexo, K_{f,\mathrm{M\text{-}In}}, não pode ser tão alta que impeça a troca pelo EDTA, mas também não tão baixa que não haja cor perceptível.

Passo 3

Para haver um ponto de viragem brusco, o EDTA deve deslocar totalmente o indicador do metal no ponto equivalente. Isso exige
K_{f,\mathrm{M\text{-}EDTA}} \;\gg\; K_{f,\mathrm{M\text{-}In}}
ou seja, o complexo metal–EDTA é muito mais estável que o metal–indicador. Em geral busca-se uma diferença de pelo menos 3 a 4 ordens de grandeza entre essas constantes.

Passo 4

O indicador deve apresentar cores bem distintas em suas duas formas:
  1. indicador livre (forma não complexada),
  2. indicador ligado ao metal ( \mathrm{M\text{-}In}).
    A mudança de cor, ao passar do complexo \mathrm{M\text{-}In} para o indicador livre, deve ser nítida e acontecer rapidamente assim que o metal livre for consumido pelo EDTA.

Passo 5

A reação de coordenação/decoordenação do indicador precisa ser rápida e reversível, garantindo que a cor se altere quase instantaneamente no ponto de equivalência. Além disso, o pH da titulação deve ser controlado em uma faixa em que:
  • o EDTA esteja na forma desprotonada adequada ( \mathrm{Y}^{4-} ou \mathrm{HY}^{3-}),
  • o indicador esteja na forma ativa (não protonado a ponto de perder capacidade de ligar ao metal),
  • e não haja precipitação de hidroóxidos ou outros sais que interfiram.

Resposta

Os requisitos para um indicador em titulações complexométricas são:
  • Ser um ligante que forme um complexo colorido com o metal, \mathrm{M\text{-}In}.
  • Ter constante de formação K_{f,\mathrm{M\text{-}In}} significativamente menor que K_{f,\mathrm{M\text{-}EDTA}}, tipicamente por 3–4 ordens de grandeza.
  • Apresentar cores distintas em sua forma livre e em sua forma complexada, com mudança rápida e nítida.
  • Possuir cinética de coordenação/decoordenação rápida e reversível.
  • Ser compatível com o pH da titulação (indicador ativo e EDTA na forma adequada), sem precipitar espécies.

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