Lição do Teach
Titulação: ponto final, estequiometria e incerteza
Use o laboratório remoto de Titulação Ácido-Base para estimar o ponto final, calcular a acidez titulável/equivalente pelo modelo 1:1 do guia e justificar a incerteza com dados reais de pH e volume.
Primeira vez que ativa o Teach? Você pode realizar uma sessão de aula sem custo. Os estudantes entram com um código da turma.
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Objetivos de aprendizagem
Identificar titulante, analito, indicador, ponto final e evidências do ponto de equivalência em uma titulação.
Usar o laboratório remoto para coletar ou citar linhas de pH e volume próximas ao ponto final.
Escolher o volume correspondente ao ponto final com base no indicador e na curva de pH.
Calcular a acidez titulável/equivalente de uma solução desconhecida de ácido cítrico com o modelo 1:1 do guia escolar.
Explicar a incerteza na escolha do ponto final e no resultado de acidez titulável/equivalente.
Elaborar uma conclusão que inclua método, evidências, cálculo, unidades e limitações.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
Construa o modelo da titulação
8 min
Neste laboratório remoto, uma solução de hidróxido de sódio de concentração conhecida é adicionada, gota a gota, a uma solução de ácido cítrico de concentração desconhecida. A fenolftaleína é o indicador: ela é incolor em meio ácido e fica rosa na faixa básica. O sensor de pH e a leitura de volume oferecem uma segunda maneira de avaliar onde ocorre o ponto final.
O objetivo não é apenas calcular um número. Sua tarefa é decidir qual volume correspondente ao ponto final é justificado pelas evidências e, depois, usar esse volume com cuidado.
Laboratório remoto de titulação ácido-base
Esta captura ilustra o equipamento e o tipo de leitura. Os valores que aparecem literalmente na tela, pH 8,35 e volume (Volumen) 13.750 mL, pertencem a outro ensaio e não são dados desta atividade; use apenas as linhas de dados desta atividade.
Neste laboratório, qual é o titulante?
O que a fenolftaleína ajuda a detectar nesta titulação?
Antes de abrir o laboratório, preveja o formato da curva de pH à medida que o NaOH é adicionado. Inclua o que deve acontecer antes, perto e depois do ponto final.
Curva de pH de referência
Esta figura baseada no conjunto de dados de origem é o gráfico de referência verificado pelo professor usado com as nove linhas fornecidas quando o laboratório não funciona. A curva varia rapidamente perto de 5,16–5,20 mL; ao coletar dados ao vivo, concentre sua tabela nas linhas próximas a esse salto.
Planeje a decisão sobre o ponto final
8 min
O laboratório não anuncia simplesmente o ponto final correto. Você deve determiná-lo usando a mudança de cor do indicador, a curva de pH e as linhas próximas à variação rápida. Um ponto final bem fundamentado é melhor do que um valor com falsa precisão.
Fluxo de trabalho do laboratório remoto
Mantenha a mesma configuração de solução e titulante durante todo o ensaio. Para esta atividade, use somente a configuração verificada citrico#1 com 0.065M_NaOH; outras configurações não foram verificadas.
Qual decisão sobre o ponto final é mais bem fundamentada?
Escreva um plano de 3 a 5 frases. Inclua a solução e o titulante que usará, quais linhas registrará perto do salto, o procedimento exato caso o laboratório não funcione e como decidirá o volume correspondente ao ponto final.
Colete e organize as evidências
24 min
Se o experimento tiver sido confirmado como funcional, abra-o com citrico#1 e 0.065M_NaOH, adicione gotas até que a região do ponto final fique visível e registre linhas antes, durante e depois da variação rápida do pH. Se o experimento estiver indisponível ou se o tempo for curto, use exatamente as nove linhas fornecidas, sem acrescentar, substituir ou alterar dados, e a Curva de pH de referência exibida (fig_curve); identifique claramente a origem.
Na opção compacta de 45 minutos, use exatamente as nove linhas iniciais de referência fornecidas na tabela e a Curva de pH de referência exibida (fig_curve) como gráfico verificado pelo professor. Não acrescente, substitua ou altere linhas e não crie outro gráfico. Na opção de 60 minutos, colete ou baixe suas próprias linhas e produza ou anexe seu próprio gráfico somente depois que o funcionamento do experimento tiver sido confirmado. Se ele não carregar ou não funcionar, não invente dados: use exatamente as nove linhas fornecidas e fig_curve e prossiga com a análise.
Abrir o laboratório de Titulação Ácido-Base
Escolha a única configuração verificada para esta atividade:
citrico#1e0.065M_NaOH.Se o experimento não carregar ou não funcionar, não invente dados. Use exatamente as nove linhas fornecidas, sem acrescentar, substituir ou alterar dados, e use
fig_curvecomo gráfico verificado pelo professor; prossiga com a análise.Se o experimento estiver funcionando, inicie o ensaio e observe o pH ácido inicial.
Adicione gotas e aguarde a estabilização de cada leitura.
Registre o volume de NaOH e o pH, principalmente perto da mudança de cor e do salto rápido de pH.
Se houver um botão de download, baixe a planilha e verifique as linhas próximas ao salto.
Indique claramente se cada linha vem de seu próprio ensaio, de um colega ou de uma linha de referência fornecida pelo professor.
Se a interface abrir em espanhol, use esta correspondência entre os rótulos exatos verificados:
2 - Configuración= etapa de configuração;Valorante (Titulante)= titulante;Disolución desconocida= solução desconhecida;Empezar a observar= iniciar a observação;Añadir 50 gotas= adicionar 50 gotas;Descargar datos brutos= baixar os dados brutos.Nesta versão, os cabeçalhos da tabela de dados brutos podem aparecer incorretamente como
Tiempo,TemperaturaeConductividad. No ensaio de titulação, leia a primeira coluna numérica após#como volume em mL e a segunda como pH; confirme a interpretação pelos eixos do gráfico de pH em função do volume e pelo visor do equipamento.
Evidências de pH e volume da titulação
Quando a coleta ao vivo funcionar, registre pelo menos nove linhas genuínas antes e depois da variação rápida do pH. Caso contrário, use exatamente as nove linhas fornecidas, sem acrescentar, substituir ou alterar dados. Use mL para o volume de NaOH e identifique a origem de cada linha.
| Volume de NaOH mL | pH | Cor / sinal | Ensaio/origem | Nota sobre o ponto final |
|---|---|---|---|---|
Curva de pH ou evidência gráfica
Na opção compacta, use a Curva de pH de referência exibida (fig_curve) como o gráfico verificado pelo professor; não crie outro. Na opção de 60 minutos, anexe ou forneça uma referência para sua curva de pH em função do volume ou sua planilha somente se o experimento estiver funcionando; caso contrário, use fig_curve. Se sua evidência for uma captura de tela, anexe-a como referência de imagem, e não como arquivo.
Estime o ponto final e a acidez titulável/equivalente
12 min
Para a configuração citrico#1 com 0.065M_NaOH, o ponto final de referência fica perto de 5,16–5,20 mL. Você pode escolher um valor nessa região se suas evidências o sustentarem. Sua explicação é tão importante quanto o número.
Acidez titulável a partir do ponto final
O guia publicado para o Ensino Médio usa um modelo simplificado 1:1 que fornece acidez titulável/equivalente, e não a concentração molar de ácido cítrico. O professor pode adaptar a estequiometria para um curso mais avançado.
Modelo-guia para o Ensino Médio
C_{\text{acidez equivalente}} V_{\text{alíquota}}=C_{\text{NaOH}} V_{\text{NaOH}}
Qual região dos dados de referência da demonstração sustenta melhor a escolha do ponto final?
Estime o volume correspondente ao ponto final, em mL, usando as evidências de pH e cor. Digite um valor em mL e explique quais linhas ou qual característica do gráfico o sustentam.
Use o modelo matemático acima, com volume da alíquota de 10,00 mL, concentração de NaOH de 0,065 mol/L e o volume correspondente ao ponto final que você escolheu. Digite a acidez titulável/equivalente segundo o modelo 1:1 do guia, em mol/L, e mostre a substituição dos valores.
Elabore e qualifique a conclusão
8 min
Sua resposta final deve ter o cuidado de um químico: método claro, ponto final estimado a partir das evidências, cálculo, unidades e incerteza.
Indique duas fontes de incerteza nesta titulação e explique como cada uma poderia afetar o volume correspondente ao ponto final ou a acidez titulável/equivalente calculada.
Escreva sua conclusão final. Inclua: (1) o volume correspondente ao ponto final escolhido, (2) a acidez titulável/equivalente calculada pelo modelo 1:1 do guia, com unidades, (3) pelo menos duas evidências da tabela ou do gráfico e (4) uma limitação ou fonte de incerteza.
Extensão opcional
15 min
Use esta parte somente se o professor solicitar a versão mais longa.
O guia da atividade descreve o uso da primeira derivada, ΔpH/ΔV, para estimar o ponto de equivalência. Como esse método usaria sua tabela e por que ele poderia ser mais preciso do que observar apenas a mudança de cor?
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