Questão de Química — Soluções e Substâncias Inorgânicas — VUNESP 2025

Padrões primários em titulometria

Gabarito: letra C. O hidrogenoftalato de potássio (KHC₈H₄O₄) é um padrão primário clássico para padronizar soluções de bases fortes, como o NaOH, por ser sólido de alta pureza, estável, não higroscópico e de massa molar elevada — características que definem um padrão primário. As demais alternativas falham justamente nos critérios de pureza, estabilidade e comportamento definido: o NaOH é higroscópico (absorve água e CO₂ do ar), o alumínio em pó é um metal que reage com ácidos e bases de forma não estequiométrica, o clorotrimetilsilano é um reagente orgânico instável em água e o cloreto de amônio é um sal que não serve como padrão primário para titulação ácido-base.

Um padrão primário é a âncora metrológica da titulometria: é a substância de referência a partir da qual se prepara uma solução de concentração exatamente conhecida, sem depender de outra padronização. Para cumprir esse papel, a substância precisa atender a um conjunto rígido de requisitos, e é exatamente esse conjunto que a questão testa. Vamos examinar cada um deles, porque é a partir deles que as alternativas se separam.

Primeiro, a substância deve ter alta pureza (idealmente ≥ 99,9%) e composição química definida, incluindo a estequiometria exata — não pode haver água de hidratação variável nem impurezas que interfiram na reação. Segundo, deve ser estável ao ar, à luz e ao calor, sem sofrer decomposição, oxidação ou absorção de umidade durante o armazenamento e a pesagem. Terceiro, deve ser não higroscópica (não absorver água do ar), pois a absorção de umidade altera a massa pesada e, consequentemente, a concentração calculada. Quarto, deve ter massa molar elevada, para que uma massa relativamente grande corresponda a um número pequeno de mols, minimizando o erro relativo da pesagem. Quinto, deve reagir de forma rápida, completa e estequiométrica com o titulante, sem reações paralelas. Sexto, deve ser facilmente solúvel no solvente da titulação (geralmente água) e facilmente secável (por exemplo, em estufa) para remover a umidade residual antes da pesagem.

O hidrogenoftalato de potássio (KHC₈H₄O₄, também chamado de biftalato de potássio ou KHP) é o exemplo canônico de padrão primário para ácido-base, usado na padronização de soluções de hidróxido de sódio. Ele é um sal ácido que contém um hidrogênio ionizável, comportando-se como um ácido monoprótico fraco. A reação com o NaOH é limpa e estequiométrica: KHC₈H₄O₄ + NaOH → KNaC₈H₄O₄ + H₂O. Sua massa molar é de aproximadamente 204,22 g/mol, o que é alto o suficiente para reduzir o erro de pesagem. Além disso, é estável, não higroscópico, de alta pureza comercial e pode ser seco em estufa a 110 °C antes do uso. Por todas essas razões, é o padrão primário mais adequado entre as opções apresentadas.

A pegadinha central desta questão é a alternativa A (hidróxido de sódio). O NaOH é o titulante mais comum em acidimetria, mas não é um padrão primário — é um padrão secundário. Ele é altamente higroscópico e reage com o CO₂ do ar formando carbonato de sódio (Na₂CO₃), o que altera sua massa e sua concentração efetiva. Por isso, soluções de NaOH precisam ser padronizadas contra um padrão primário (como o KHP), e não o contrário. O candidato que confunde "substância usada na titulação" com "padrão primário" cai exatamente nessa armadilha.

Guarde o critério decisivo: padrão primário é a substância de referência que dispensa padronização prévia — ela é usada para padronizar outras soluções. O NaOH, por ser higroscópico e carbonatar-se, nunca pode ser padrão primário; ele é sempre o titulante a ser padronizado. É nessa fronteira que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O hidróxido de sódio (NaOH) é um padrão secundário, não primário. Ele é altamente higroscópico (absorve água do ar) e reage com o dióxido de carbono atmosférico formando carbonato de sódio, o que altera sua massa e sua concentração. Por isso, soluções de NaOH precisam ser padronizadas contra um padrão primário (como o hidrogenoftalato de potássio), e não podem ser usadas diretamente como referência. A banca explora a confusão entre "substância usada como titulante" e "padrão primário".

Alternativa B — ❌ Incorreta

O alumínio em pó é um metal que não atende aos requisitos de padrão primário. Ele não é uma substância de composição definida e estável para fins de pesagem exata, reage com ácidos e bases de forma não estequiométrica (formando óxidos e hidróxidos variáveis) e não é utilizado em titulometria como padrão de referência. Além disso, sua superfície oxidada (Al₂O₃) torna a massa efetiva de alumínio metálico incerta.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O hidrogenoftalato de potássio (KHC₈H₄O₄) é um padrão primário clássico para titulações ácido-base, especialmente para padronizar soluções de NaOH. Ele atende a todos os requisitos: alta pureza, estabilidade ao ar, não higroscopicidade, massa molar elevada (≈ 204,22 g/mol), solubilidade em água e reação estequiométrica limpa com bases fortes. A reação é KHC₈H₄O₄ + NaOH → KNaC₈H₄O₄ + H₂O, na proporção 1:1, o que facilita o cálculo da concentração.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O clorotrimetilsilano ((CH₃)₃SiCl) é um composto orgânico de silício usado como reagente de silliação em síntese orgânica, não como padrão primário. Ele reage violentamente com água (hidrolisa liberando HCl) e não possui as características de pureza, estabilidade e comportamento estequiométrico necessárias para preparar soluções padrão em titulometria.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O cloreto de amônio (NH₄Cl) é um sal que, embora seja uma substância pura e estável, não é utilizado como padrão primário em titulações ácido-base. Ele é um sal de ácido fraco e base forte, e sua solução é levemente ácida, mas não reage de forma limpa e estequiométrica com um titulante específico para servir de referência. Além disso, sua massa molar é relativamente baixa (53,49 g/mol), o que aumenta o erro relativo de pesagem. Padrões primários ácidos mais comuns são o hidrogenoftalato de potássio, o carbonato de sódio (Na₂CO₃) e o ácido oxálico (H₂C₂O₄·2H₂O).

Gabarito: letra C — o hidrogenoftalato de potássio é o padrão primário mais adequado para preparar uma solução para titulação.