CurTiPot

= Programa para Cálculo de pH

+ Titulação Virtual de Ácidos e Bases

+ Análise de Dados de Titulação

+ Diagramas de Distribuição

+ Base de Dados de pKa


Baixe a planilha ExcelTM (grátis) com o programa de simulação e análise de Curvas de Titulação Potenciométrica, cálculos de pH e equilíbrios ácido-base

ou consulte antes: Descrição, Procedimento, Exemplos,

Telas
, Estatísticas, Citações no Google Acadêmico,

Lista de trabalhos com aplicações do CurTiPot

CurTiPot (CuTiPot, Curtiplot, CuTiPlot)
Copyright ©1992 - 2021

Also available
in English

CurTiPot 4.3.1 *
Maio/2021
para ExcelTM
(~1 Mbyte)

Programa completo
com primeiros passos
para iniciantes **
Programa completo
Programa completo
zipado

* Requer Microsoft ExcelTM - versão 12 (2007) em diante.
Compatibilidade: Microsoft Windows do Vista (2007) ao 10;
Microsoft Office for MAC com Excel 2008 em diante .
NÃO requer instalação ou desinstalação.
Basta abrir o CurTiPot no Excel como qualquer planilha,
habilitar a edição e o conteúdo (saiba como) e começar a
estudar ou trabalhar no laboratório, sala de aula ou em casa.

** Para iniciantes: programa completo acrescido de
sequências de instruções em balões descartáveis.

  Versões antigas para ExcelTM 8 a 11 (1997 a 2003)
podem ser obtidas com o autor.

>200 mil cópias de CurTipot distribuídas em > 100 países.
Downloads para mais de 200 universidades e
centenas de empresas
(dados do Google Analytics).
CurTiPot é utilizado para ensino, pesquisa e aplicações.
>200 usos e citações de CurTiPot em trabalhos e teses.

Você pode citar o CurTiPot assim:
Gutz, I. G. R., programa CurTiPot - pH e Curvas de Titulação Potenciométrica:
Análise e Simulação, versão 4.3.1, http://www.iq.usp.br/gutz/Curtipot.html

Características principais

Calculadora de pH cálculos de pH - de soluções aquosas de ácidos, bases e sais, simples ou complexas (>30 espécies), incluindo tampões e aminoácidos, com avaliação de força iônica, coeficientes de atividade, distribuição das espécies (frações molares), carga média, indicação de Ponto Isoelétrico e capacidade de tamponamento (poder tampão e capacidade tamponante); os cálculos de pH são feitos por meio de uma equação geral completa no lugar da equação aproximada de Henderson-Hasselbalch.

Curvas de titulação análise de dados de pH vs. volume de titulações potenciométricas reais ou simuladas:

» representação gráfica de curvas de titulação ácido-base, suas derivadas e distribuição das espécies;

» tratamento de dados automático, com localização precisa das inflexões (pontos finais) nas curvas das derivadas (1a e 2a) assistida por interpolação com alisamento por splines cúbicos (módulo Analise_I);

» determinação de múltiplas concentrações e refinamento de valores de pKa por regressão não linear múltipla (módulo Analise_II); essencial para amostras muito diluídas ou complexas, cujas curvas de titulação apresentam inflexões pouco definidas, p. ex., chuva ácida;

» todos os resultados de interesse podem ser salvos (com identificação e dados respectivos) para uso posterior;

Simulador de titulações Titulador Virtual e Simulador de curvas de titulação ácido-base;

» Titulador virtual para estudantes, com bureta digital clicável e indicação de ponto final por transição de cor de indicador ácido-base; curva de pH vs. volume de titulante opcional; geração opcional de "amostras desconhecidas";

» Simulador de curvas de titulação (pH ou "pH" vs. volume de titulante) de soluções aquosas com ácidos, bases, sais, tampões ou mesmo misturas com dezenas de espécies;

» simulação de erros experimentais aleatórios no pH e/ou no volume das adiçõe de titulante, para avaliação do efeito na exatidão do tratamento de dados (nos módulos Análise I e Análise II);

» incrementos selecionáveis de pH ou de volume e sobreposição gráfica de até 14 curvas para comparação do efeito vários parâmetros;

» sobreposição de curva de titulação com dados reais e simuladas para variação dos parâmetros até haver ajuste (pode ser feito automaticamente em Análise II);

» geração de número ilimitado de curvas de titulação distintas para uso como exercícios e em exames de alunos.

Distribuição de espécies Geração de diagramas de protonação, capacidade de tamponamento, distribuição das espécies e carga média, revelando as regiões de predominância de cada forma, protonada ou desprotonada, tanto em função do pH como do volume de titulante adicionado, em escala linear e logarítimica, e permitindo localizar Ponto Isoelétrico (se houver).

Configuração e Uso

CurTiPot é distribuído gratuitamente (freeware) nesta página <www.iq.usp.br/gutz/Curtipot.html> para uso pessoal, educacional e não comercial; para outras aplicações, consultar o autor (detentor dos direitos autorais).

Não é necessário instalar ou desinstalar CurTiPot. Basta iniciar o programa Excel, abrir o arquivo curtipot.xlsm ou curtipot-i.xlsm e habilitar a edição e o conteúdo (ou seja, as macros pré-programadas em Visual Basic for Applications; essas macros são removidas ao se fechar a planilha Excel).

Se, ao abrir o CurTiPot, o Excel não mostrar opção para habilitar/ativar macros, feche o CurTiPot e acerte a confituração do Excel. Por exemplo, no Excel 2010 - clique em: Arquivo / Opções / Central de Confiabilidade / Configurações da Central de Confiabilidade / Configurações de Macro / marque "Desabilitar todas macros com notificação" / OK / OK; reabra o CurTiPot e clique em Habilitar Conteúdo e trabalhe normalmente.

Todas as células com marca vermelha no canto superior direito contém instruções de uso, informações e/ou comentários; para consultá-los, basta apontá-las com o mouse (e, dependendo da versão do Excel, clicar no botão direito e escolher Mostrar).

CurTiPot opção i para iniciantes tem, adicionalmente, balões (descartáveis) indicando uma sequência mínima de comandos.

O módulo de Análise_II permite determinar concentrações e pKa's por regressão não linear de mínimos quadrados por meio do Solver, um suplemento que acompanha o Excel no pacote Office da Microsoft. Aparece à direita no menu Dados (no Excel antigo, em Ferramentas); se estiver ausente, adicioná-lo em Arquivo / Opções do Excel / Suplementos / Solver.

A versão de CurTiPot em arquivo .xlsm aqui distribuída se mostrou compatível com todas as versões do Excel testadas a partir de 2007. Favor reportar problemas ao autor ou se a única versão de Excel disponível for anterior a 2007, solicitar cópia em formato .xls.

Observações importantes

O programa considera somente equilíbrios (rápidos) de protonação e desprotonação de bases e ácidos (segundo o conceito de Brönsted e Lowry), ignorando outras reações químicas, equilíbrios de fase e aspectos cinéticos.

Os módulos pH, Simulador, Distribuição e Análise II levam em conta os efeitos da força iônica do meio. Os coeficientes de atividade* são estimados pela equação de Davies**.

Para determinar não só as concentrações dos analitos titulados mas também refinar os valores das contantes de dissociação, pKa, no módulo Análise_II, os dados experimentais potenciométricos obtidos com um pH-metro (peagômetro) devem ser isentos de erros de calibração e desvios de linearidade do sensor. Eventuais efeitos de erro alcalino do eletrodo de vidro combinado ou de variação do potenciail de junção devem ser corrigidos (descontados) previamente.

O autor cede o programa gratuitamente "no estado em que se encontra" para uso educacional e não comercial, sem qualquer garantia expressa ou implícita de exatidão dos resultados, do funcionamento correto em qualquer situação e dos valores de pKa compilados. O autor não assume responsabilidade por consequências decorrentes do uso dos resultados.

Notificações de erro e sugestões são bem vindas pelo e-mail gutz@iq.usp.br.

* No ensino médio, costuma-se definir pH como -log [H+], ignorando as interações iônicas que ocorrem em solução. Pode-se dizer que esta expressão fornece o p[H] ou o "p[H]" pois, pela definição da IUPAC (veja definição de pH), o pH corresponde a -log a[H+] onde a[H+] é a atividade do íon H+, ou seja, [H+] x coef. de atividade. Os pontos finais (ou pontos estequiométricos) de curvas de titulação independem de se usar pH, p[H] ou "[pH]", vez que os pequenos deslocamentos no eixo das ordenadas não mudam a posição das inflexões sobre o eixo das abcissas. Contudo, ao calcular o pH de uma solução (p.ex., um tampão), a diferença entre usar -log [H+] ou -log a[H+] pode ser grande.

** Há versões estendidas da equação de Debye-Hückel que proporcinam menor incerteza que a equação de Davies, mas são menos práticas porque dependem de dados sobre a dimensão efetiva de cada íon hidratado e as constantes de associação entre íons diferentes, parâmetros nem sempre disponíveis para os ácidos e bases contidos no banco de dados.

Exemplos e Comentários

A organização modular, amigável e interativa do programa permite que você simule rapidamente novas titulações escolhendo os componentes, suas concentrações, os incrementos e a rapidez das adições, os volumes e a dispersão dos dados. Com um simples clique, os dados simulados são copiados para os módulos de análise por método gráfico e/ou numérico. Isso é ótimo tanto no ensino como em estudos de viabilidade e definição de condições de trabalho de novas titulações.

Você se surpreenderá com a eficiência da interpolação com alisamento do módulo de Análise I para titulações do grupo a) e com o poder do ajuste por regressão da Analise II para titulações difíceis do grupo b) abaixo.

a) Titulações volumétricas com inflexões bem definidas.
Digite os pares de dados experimentais obtidos no laboratório diretamente na planilha de Análise Inicial enquanto faz a titulação manualmente, ou transfira os dados do titulador automático após o término da titulação. Selecione a intensidade do alisamento (suavização) entre 0 (mínimo) e 100 (máximo), de forma a conseguir a interpolação mais precisa do(s) ponto(s) de inflexão (ponto estequiométrico ou ponto de equivalência), observável como um máximo ou um mínimo na derivada primeira da curva.

b) Curvas com inflexões indefinidas ou sobrepostas.
O módulo Análise_II permite determinar concentrações e refinar pKas mesmo para certas curvas intratáveis por métodos gráficos e de linearização (como o de Gran). O recurso quimiométrico de ajuste por mínimos quadrados funciona melhor quando todos os pKas relevantes se situam dentro da faixa de pH abrangida pelos dados. Noções de quimiometria, estatística ou análise numérica não são essenciais mas se você as tiver, aprenderá mais rapidamente a explorar os recursos deste módulo e a reconhecer seu poder e suas limitações (ele não faz milagre com dados inadequados!).

Por exemplo, concentrações mínimas (traços) de alguns ácidos e báses presentes na chuva ácida podem ser determinados por titulação, individualmente ou agrupados como segue: ácidos fortes (H2SO4 + HNO3), ácidos carboxílicos fracos (fórmico + acético), bicarbonato (H2CO3/HCO3-/CO3=) e amônio (NH4+/NH3) (FORNARO, A.; GUTZ, I.G.R., Wet deposition and related atmospheric chemistry in the São Paulo metropolis, Brazil. Part 3: Trends in precipitation chemistry during 1983–2003, Atmospheric Environment, 2006, 40(30), 5893-5901).

Em princípio, tanto o Titulador como o Simulador do CurTiPot pode ser usado para gerar qualquer curva de titulação em meio aquoso, independentemente do número e concentração de sistemas ácido-base em equilíbrio (dentro das limitações dadas acima), inclusive as mais simples e comuns: ácido forte - base forte; ácido fraco - base forte; ácido forte - base fraca; e ácido fraco - base fraca. No Titulador as adições são feitas manualmente, ponto a ponto, sendo exibida a viragem de um indicador e, opcionalmente, a distribuição das espécies e a vurva de "pH" vs. volume. Já o Simulador gera automaticamente curvas completas, trabalha em pH e "pH" e tem mais recursos.

O programa é usado frequentemente para simular titulações de aminoácidos (dipróticos e tripróticos), ou de outros sistemas polipróticos. Inspeção do correspondente diagrama de distribuição de espécies e de carga média permite localizar o ponto isoelétrico, o que também é feito automaticamente. Outra aplicação interessante é a do estudo do efeito de absorção de CO2 (gás carbônico) do ar sobre o pH de soluções e titulações.

Em nosso laboratório, usamos CurTiPot, p. ex., para simular e fornecer valores calculados de pH vs. volume de titulante em um método de análise de dados de titulações condutométricas (COELHO, L.H.G. and GUTZ, I.G.R., Trace analysis of acids and bases by conductometric titration with multiparametric non-linear regression, Talanta, 2006, 69(1), 204-209).

O programa também é útil para tarefas como determinar a quantidade de ácido ou base necessária para a neutralização de uma amostra, para observar a resistência de uma solução tampão à adição de ácido ou de base (calcula a capacidade tamponante), para avaliar a transição de cor de indicadores visuais, para revelar o ponto isoelétrico de aminoácidos, etc.

A base de dados de pKa, ampliável pelo usuário, traz 250 ácidos e bases monopróticos, dipróticos e polipróticos, incluindo aminoácidos e exemplos de indicadores: Acetamida; Ácido acético; Ácido acetoacético; Ácido acrílico; Ácido adípico; Ácido 4-aminobenzóico; Ácido 2-aminobenzóico; Ácido 2-aminobutanóico; Ácido 6-aminohexanóico; Ácido 5-aminopentanóico; Ácido arsênico; Ácido arsenoso; Ácido ascórbico; Ácido aspártico; Ácido barbitúrico; Ácido benzenosulfônico; Ácido benzóico; Ácido bórico; Ácido bromídrico; Ácido butanóico; Ácido 3-butenóico; Ácido carbônico; Ácido cianídrico; Ácido cianídrico; Ácido cítrico; Ácido clorídrico; Ácido cloroacético; Ácido 2-clorobenzóico; Ácido 3-clorobenzóico; Ácido 4-clorobenzóico; Ácido crômico; Ácido 2,4-diaminobutanóico; Ácido dicloroacético; Ácido dínicotínico; Ácido dipicolínico; Ácido etilenodiaminatetraacético (EDTA); Ácido fenilacético; Ácido fluorídrico; Ácido fosfórico; Ácido fórmico; Ácido m-ftálico; Ácido o-ftálico; Ácido p-ftálico; Ácido glicérico; Ácido glicólico; Ácido glioxílico; Ácido l-glutâmico; Ácido heptanodióico; Ácido heptanóico; Ácido hexanóico; Ácido hidrazóico; Ácido m-hidroxibenzóico; Ácido p-hidroxibenzóico; Ácido 3-hidroxipropanóico; Ácido hipobromoso; Ácido hipocloroso; Ácido hipoiodoso; Ácido iódico; Ácido isocítrico; Ácido maleico; Ácido málico; Ácido malônico; Ácido 2-metilbutanóico; Ácido 3-metilbutanóico; Ácido metilmalônico; Ácido 4-metilpentanóico; Ácido nitrilotriacético; Ácido 2-nitrobenzóico; Ácido 3-nitrobenzóico; Ácido 4-nitrobenzóico; Ácido nitroso; Ácido octanóico; Ácido octenodióico; Ácido oxálico; Ácido oxaloacético; Ácido pentanóico; Ácido perclórico; Ácido p-periódico; Ácido picolínico; Ácido pícrico; Ácido 3-piridinocarboxílico; Ácido 4-piridinocarboxílico; Ácido pirofosfórico; Ácido pirúvico; Ácido propanóico; Ácido salicílico; Ácido selênico; Ácido selenoso; Ácido m-silícico; Ácido o-silícico; Ácido succínico; Ácido sulfídrico; Ácido sulfúrico; Ácido sulfuroso; Ácido meso-tartárico; Ácido d-tartárico; Ácido tereftálico; Ácido tioacético; Ácido tiociânico; Ácido tiossulfúrico; Ácido m-tolúico; Ácido o-tolúico; Ácido p-tolúico; Ácido tricloroacético; Ácido trimetilacético; Ácido úrico; Alanina; b-Alanina; Aminobenzeno = anilina; 2-Aminofenol; Amonia; Anilina; Arginina; Asparagina; Barbital; Benzilamina; 2-Benzilpiridina; Betaína; Butilamina; terc-Butilamina; Cadaverina; Catecol; Cisteína; 2-Cloroanilina; 3-Cloroanilina; 4-Cloroanilina; 2-Clorofenol; 3-Clorofenol; 4-Clorofenol; Codeina; Colina; Creatinina; m-Cresol; o-Cresol; p-Cresol; Cupferron; Decilamina; 2,3-Diclorofenol; Dietilamina; Difenilamina; Dimetilamina; Dimetilglioxima; 2,3-Dimetilpiridina; 2,4-Dimetilpiridina; 2,5-Dimetilpiridina; 3,4-Dimetilpiridina; 3,5-Dimetilpiridina; Dimetilpiridina3,6-; Disopropilamina; Dopamina; d-Efedrina; l-Efedrina; Etanolamina; Etilamina; Etilenodiamina; Etilenoimina; 2-Etilpiridina; 1,10-Fenantrolina; Fenilalanina; Feniletilamina; Fenilglicina; Fenol; m-Fenotidina; o-Fenotidina; p-Fenotidina; Fumaric acid; Glicerol; Glicina; l-Glutamina; l-Glutationa; Heptilamina; Hexametilenodiamina; Hexilamina; Hidrazina; Hidrogeno cromato, íon; Hidrogeno selenato, íon; Hidroquinona; Hidróxido de amônio; Hidróxido de sódio; Hidroxilamina; 8-Hidroxiquinolina; Histamina; Histidina; Imidazol; Isoleucina; Ácido lático; l-Leucina; Lisina; Melamina = 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina; Metil-1-naftilamina; Metilamina; 2-Metilanilina = o-touidina = amino-1-metilbenzeno; 4-Metilanilina = p-toluidina = 4-amino-1-metilbenzeno; 2-Metilbenzimidazol; 2-Metilfenol = o-cresol; 4-Metilfenol = p-cresol; 1-Metilpiperidina; 2-Metilpiridina; 3-Metilpiridina; 4-Metilpiridina; Metionina = Ácido (S)-2-amino-4-(metilssulfanilo)-butanóico; Morfina; Morfolina; 1-Naftol; 2-Naftol; Nicotina; 2-Nitroanilina; 3-Nitroanilina; 4-Nitroanilina; 2-Nitrofenol; 4-Nitrofenol; 3-Nitrofenol; Noradrenalina; Octadecilamina; Papaverina; Peróxido de hidrogênio; Pilocarpina; Piperazina; Piperidina; Piridina; Pirimidina; Pirocatecol; Pirrolidina; Prolina; Propilamina; Purina; Quinina; Quinolina; Resorcinol; Sacarina; sec-Butilamina; Serina; Stricnina; Tiazol; Tiramina; Tirosina; Treonina; Trietanolamina; Trietilamina; Trimetilamina; Triptofano; Tris(hidroximetil)-aminometano = tris; Uréia; Valina. Exemplos de indicadores: Azul de timol, alaranjado de metila, verde de bromocresol, vermelho de metila, azul de bromotimol, vermelho de fenol fenolftaleína e amarelo de alizarina.


Autor:
Ivano Gebhardt Rolf Gutz

 – Professor Titular –

Instituto de Química
Universidade de São Paulo
Av.Prof. Lineu Prestes, 748
05508-000 São Paulo, SP, Brasil
imagem de satélite
e-mail: gutz@iq.usp.br
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CurTiPot (CuTiPot, CurTiPlot, CuTiPlot)
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Curtipot primeira página
(clique na imagem para ampliar)

Titulações simuladas
(clique na imagem para ampliar)
Titulação virtual com indicador visual

Para estudantes. Exemplo: titulação de ácido
acético com NaOH (indicador, vermelho de fenol)

Titulações simuladas
(clique na imagem para ampliar)
Mesma Titulação virtual vista no
CurTiPot opção i
(= curtipot-i.xlsm)
mostrando balões com os primeiros passos para estudantes principiantes


Titulações simuladas
(clique na imagem para ampliar)
Simulação de titulações ácido-base

exemplo: titulações dos ácidos
clorídrico, fosfórico e glutâmico

Pontos estequiométricos nas derivadas
(clique na imagem para ampliar)
Análise_I - pontos estequiométricos
obtidos em derivadas com interpolação

exemplo: mistura de H3PO4/H2PO4-

Análise por regressão de curva de titulação de mistura de ácidos cítrico e ascórbico
(clique na imagem para ampliar)
Análise_II - Regressão

exemplo: ácido cítrico + ácido acético

Especiação ao ongo da titulação (distribuição fracionária)
(clique na imagem para ampliar)
Diagrama de distribuição das espécies

exemplo: ácido fosfórico/hidrogenofosfato/fosfato sobreposto à curva de titulação


(clique na imagem para ampliar)
Cálculo de pH

exemplo: solução de hidrocloreto
de L-Alanina (C3H7NO2 · HCl)


(clique na imagem para ampliar)
Compilação de pKas
Inclui >250 constantes de dissociação (pKas)
de ácidos e bases comuns, sendo expansível; até 7 sistemas podem ser carregados de
cada vez para fazer simulações, regressão
e cálculos de equilíbrio.

Cartaz do CurTiPot
(clique na imagem para ampliar)
Cartaz de divulgação aos alunos

Clique para ampliar, salve, imprima
ou repasse por e-mail.

CurTiPot (CuTiPot, Curtiplot, CuTiPlot)
CurTiPot está presente no ensino-aprendizagem
e na prática de titulações ácido-base desde
1992
(lançamento: curso na
XV Reunião Anual
da SBQ, versão em Turbo Basic para DOS),
Em 2006, CurTiPot evoluiu para a
versão 3, na forma de planilha Excel.
A versão 4 foi lançada em 2014.

Algumas Citações e Apreciações

Agência FAPESP | Smart Review
Testemunhos |
5 estrelas
Aplicação e citação em publicações

Estatísticas

>150 mil cópias distribuídas em >100 países;
>150 citações e aplicações em publicações e
teses, indexadas no Google Acadêmico

Visitas registradas pelo Google Analytics e contadas pelo Statcounter (português + inglês a partir de 2006)

Distribuição por país e estado/cidade
(planilha Excel com dados coletados em 2013)

Exemplo de distribuição dos interessados

Países

CurTiPot também é distribuido gratuitamente
por sites especializados em software
-
ver lista -


Ivano G. R. Gutz | Dept. of Fundamental Chemistry | IQ-USP | USP