Simulador de curvas de titulação
Equações desta simulação
| C_a | Concentração do analito C_a (mol/L) | o que uma titulação serve para descobrir; aqui ela é definida, para você conferir o resultado | |
|---|---|---|---|
| V_a | Volume do analito V_a (mL) | medido no frasco com uma pipeta | |
| C_b | Concentração do titulante C_b (mol/L) | a solução da bureta: NaOH para um ácido, HCl para uma base | |
| n | prótons liberados por molécula | 1 para o HCl e o ácido acético; o ácido fosfórico tem três, e os dois primeiros aparecem como degraus separados na curva | |
| V_e | volume de equivalência | o titulante adicionado quando ele neutralizou exatamente o analito |
Com os valores atuais:
| [H₃O⁺] | concentração de íons hidrônio | calculada a cada gota resolvendo o balanço de cargas abaixo | |
|---|---|---|---|
| [OH⁻] | concentração de íons hidróxido | a água mantém o produto dos dois em 10⁻¹⁴ a 25 °C | |
| pH | pH do frasco | a curva sobe devagar, depois bruscamente em torno do ponto de equivalência, e então se nivela |
Com os valores atuais:
| [A⁻] | ânions do ácido fraco | C × 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 fortes | eles nunca reagem, então são só os mols adicionados divididos pelo volume total |
| pKa | constante de dissociação ácida, como −log₁₀ Ka | na 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 ácida | a equação de Henderson-Hasselbalch vale na região tampão, a parte plana da curva de um ácido fraco |
Com os valores atuais:
| pK_In | o pKa do próprio indicador | o meio da sua faixa de viragem; um bom indicador vira na parte íngreme da curva | |
|---|---|---|---|
| changed | fração do indicador na cor básica | o 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
- 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.
- 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.
- 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.