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Simulador de curvas de titulação

Equações desta simulação

C_a V_a × n = C_b V_e
C_aConcentração do analito C_a (mol/L)o que uma titulação serve para descobrir; aqui ela é definida, para você conferir o resultado
V_aVolume do analito V_a (mL)medido no frasco com uma pipeta
C_bConcentração do titulante C_b (mol/L)a solução da bureta: NaOH para um ácido, HCl para uma base
nprótons liberados por molécula1 para o HCl e o ácido acético; o ácido fosfórico tem três, e os dois primeiros aparecem como degraus separados na curva
V_evolume de equivalênciao titulante adicionado quando ele neutralizou exatamente o analito

Com os valores atuais:

pH = −log₁₀ [H₃O⁺], [H₃O⁺] [OH⁻] = K_w = 10⁻¹⁴
[H₃O⁺]concentração de íons hidrôniocalculada a cada gota resolvendo o balanço de cargas abaixo
[OH⁻]concentração de íons hidróxidoa água mantém o produto dos dois em 10⁻¹⁴ a 25 °C
pHpH do frascoa curva sobe devagar, depois bruscamente em torno do ponto de equivalência, e então se nivela

Com os valores atuais:

[H₃O⁺] + [Na⁺] + [BH⁺] = [OH⁻] + [Cl⁻] + [A⁻]
[A⁻]ânions do ácido fracoC × Ka ÷ (Ka + [H₃O⁺]) para cada próton; a solução precisa continuar eletricamente neutra, o que fixa [H₃O⁺] exatamente
[Na⁺], [Cl⁻]íons da base e do ácido forteseles nunca reagem, então são só os mols adicionados divididos pelo volume total
pH = pKa + log₁₀ ([A⁻] ÷ [HA])
pKaconstante de dissociação ácida, como −log₁₀ Kana metade do volume de equivalência [A⁻] = [HA], então o pH ali é o pKa; é assim que uma titulação o mede
[A⁻] ÷ [HA]razão entre a forma básica e a ácidaa equação de Henderson-Hasselbalch vale na região tampão, a parte plana da curva de um ácido fraco

Com os valores atuais:

changed = 1 ÷ (1 + 10^(pK_In − pH))
pK_Ino pKa do próprio indicadoro meio da sua faixa de viragem; um bom indicador vira na parte íngreme da curva
changedfração do indicador na cor básicao ponto final é onde ele virou pela metade; a distância entre ponto final e ponto de equivalência é o erro da titulação

Com os valores atuais:

Como usar o simulador de titulação

  1. Escolha o analito do frasco, sua concentração e seu volume, e a concentração do titulante da bureta: hidróxido de sódio para um ácido, ácido clorídrico para uma base. Escolha um indicador. A torneira abre na hora e o titulante pinga no frasco enquanto o agitador mistura.
  2. Observe o pHmetro e a cor do frasco. O gráfico desenha a curva de titulação sobre a curva completa em cinza; as linhas vermelhas marcam o volume de equivalência e a rosa o meio da faixa do indicador. Com Fechar a torneira quando o indicador mudar de cor marcado, a torneira fecha no ponto final; clique em Reproduzir para continuar, ou adicione gotas avulsas perto do fim.
  3. Compare o ponto final com o de equivalência para ver o erro da titulação, e leia o pH na meia equivalência, que é o pKa de um ácido fraco. A Calculadora de pH e a Calculadora de molaridade fazem as mesmas contas para uma solução só, e a Calculadora de tampão calcula a região tampão.

Perguntas frequentes

O que é o ponto de equivalência?

O momento em que o titulante neutralizou exatamente o analito: os mols de base adicionados igualam os mols de ácido presentes, C_a V_a = C_b V_e. Num ácido forte com uma base forte o pH ali é 7. Num ácido fraco fica acima de 7, porque a base conjugada que sobra é um pouco básica; numa base fraca fica abaixo de 7.

Qual a diferença entre ponto final e ponto de equivalência?

O ponto de equivalência é um fato da química; o ponto final é o que você vê, o momento em que o indicador vira. Um indicador bem escolhido vira na parte íngreme da curva, então os dois ficam a uma fração de gota um do outro. A fenolftaleína serve para ácidos fracos com bases fortes; o alaranjado de metila, para ácidos fortes com bases fracas; para um ácido forte com uma base forte quase qualquer um serve, porque o salto vai de pH 3 a 11, mais ou menos.

Como uma titulação encontra o pKa?

Na metade do caminho até a equivalência, metade do ácido fraco virou sua base conjugada, então [A⁻] = [HA] e, pela equação de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa. Leia o pH na metade do volume de equivalência e você tem o pKa. Esse trecho plano da curva é a região tampão.

Por que o ácido fosfórico mostra dois saltos?

Ele tem três prótons, que saem em valores de pH bem diferentes (pKa 2,15, 7,20 e 12,35). Cada um faz seu próprio degrau na curva, em uma e duas vezes o primeiro volume de equivalência. O terceiro próton é fraco demais para dar um salto em água.

Como o pH é calculado?

Exatamente, a cada gota: a simulação resolve o balanço de cargas da solução, [H₃O⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [Cl⁻] + [A⁻], com as constantes de dissociação do ácido e a constante da água, 10⁻¹⁴. Essa única equação cobre o início, a região tampão, o ponto de equivalência e o excesso de titulante, sem trocar de aproximação.

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Alguma coisa é enviada?

Não. A simulação é desenhada pelo seu próprio navegador com WebGL; nada é enviado a lugar nenhum, e ela continua funcionando offline depois que a página carrega.

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