Titulação ácido-base

A equação de Henderson-Hasselbalch pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) é uma das equações mais usadas na bioquímica. O plasma sanguíneo é tamponado em pH 7,4 pelo sistema ácido carbônico/bicarbonato (pKa 6,1): até mesmo uma variação de 1 mmol/L de CO₂ seria letal sem ele. Formulações farmacêuticas, ensaios enzimáticos e eletroforese dependem de tampões ajustados ao pKa correto. A equação só é válida na região tampão (aproximadamente pKa ± 1,5 unidades de pH) — fora dessa faixa a aproximação deixa de valer e é preciso usar expressões exatas de equilíbrio.

Uma titulação responde a uma pergunta simples: quanto ácido há nesta solução? Adiciona-se base gota a gota até neutralizar exatamente o ácido — o ponto de equivalência — e, como se conhecem a concentração e o volume da base, calcula-se de volta a do ácido. O truque está no pH: bem nesse ponto, uma gota a mais faz o pH variar várias unidades, de modo que a mudança de cor de um indicador marca o ponto final. Arraste o controle V_b para ver o salto.

Aumente o controle do pKa e veja o salto no ponto de equivalência ir se achatando. Como regra, um ácido só dá um ponto final nítido e aproveitável em água se seu Ka for maior que cerca de 10⁻⁸ (pKa abaixo de ~8); mais fraco que isso, a base conjugada toma de volta tantos prótons da água que a curva deixa de ter um degrau claro para qualquer indicador captar. Os químicos contornam isso titulando esses ácidos em solventes não aquosos que não competem com a reação.