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Lista de trabalhos que aplicam CurTiPot

CurTiPot 3.6.1 (also available in English)	formato .xlsm para Excel 12 (2007) a Excel 14 (2010) **	formato .xls para Excel 8 (1997) e posteriores
Programa com primeiros passos para iniciantes *	CurTiPot-i.xlsm	CurTiPot-i.xls
Programa normal ~1 MByte	CurTiPot.xlsm	CurTiPot.xls
Programa zipado <1 MByte	CurTiPot-xlsm.zip	CurTiPot.zip
CurTiPot Versão 3.6.1 - publicação: 05 de março de 2012 Requisitos: Microsoft ExcelTM - todos, a partir de 1997 Compatibilidade: Microsoft Windows - todos, a partir do Win 98 Microsoft Office for MAC com Excel 2011TM * Para iniciantes: programa completo acrescido de sequências de operações em balões numerados, que podem ser apagados à medida que se aprende ** Adapta-se melhor a qualquer formato de monitor sem necessidade de ajuste nas figuras

Simplesmente abra o arquivo do CurTiPot no Excel^TM ,
habilite as macros (clique aqui para ver instruções) e
comece a trabalhar no laboratório, sala de aula ou em casa

CurTiPot é utilizado em 130 países no ensino, pesquisa e aplicações, quer em indústrias, quer no desenvolvimento de pesquisas. Veja lista de citações em trabalhos, sites e distinções.
Você pode citar o CurTiPot assim:
Gutz, I. G. R., programa CurTiPot - pH e Curvas de Titulação Potenciométrica: Análise e Simulação, versão 3.6.1, http://www2.iq.usp.br/docente/gutz/Curtipot.html.

Características principais

cálculos de pH - das soluções aquosas mais simples a misturas complexas (>30 espécies) de ácidos, bases e sais em meio aquoso, incluindo tampões e aminoácidos, com indicação de força iônica, coeficientes de atividade, distribuição das espécies (frações molares), sua carga média, para localizar Ponto Isoelétrico, e capacidade de tamponamento (poder tampão ou capacidade tamponante); uma equação geral completa é utilizada no lugar da simples equação de Henderson-Hasselbalch no cálculo iterativo dos pHs.

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

» representação gráfica de curvas, suas derivadas e distribuição das espécies;

» determinação precisa e automática das inflexões (pontos finais) das curvas de primeira derivada por interpolação com alisamento por splines cúbicos;

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

Titulador Virtual para Simulação de curvas de titulação ácido-base;

» geração de tabelas de dados e curvas de um ácido ou base até misturas complexas com mais de 30 espécies em solução aquosa;

» geração de dados e curvas com simulação de erros experimentais aleatórios (distribuição gaussiana) no pH e/ou no volume;

» incrementos selecionáveis de pH e de volume e ajuste da velocidade de titulação;

» sobreposição gráfica de 10 ou mais curvas para comparação do efeito das mudanças de vários parâmetros;

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

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).

 

Instalação e Uso

CurTiPot é distribuído gratuitamente (freeware) para uso pessoal, educacional e não comercial; para outras aplicações, consultar o autor (detentor dos direitos autorais).

Prefira sempre cópia da versão mais recente do programa, disponível nesta página <www2.iq.usp.br/docente/gutz/Curtipot.html>. Muitos sites de download atestam que CurTiPot é seguro e livre de vírus, spyware e addware.

Não é necessário instalar ou desinstalar CurTiPot. Simplesmente inicie o programa Excel, abra o arquivo curtipot.xls ou curtipot.xlsm, tal como qualquer planilha e habilite as macros pré-programadas (escritas em Visual Basic for Applications) para que os botões de ação funcionem ao serem clicados. Não se preocupe, as macros são completamente removidas do seu computador ao fechar o programa.

Se, ao abrir o CurTiPot, o Excel não mostrar opção para habilitar/ativar macros, feche o CurTiPot e acerte a confituração do Excel.
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.
Excel 2007 - clique no botão do Office (canto superior esquerdo) / Opções do Excel (canto inferior direito) / prossiga como no Excel 2010 (acima).
Versões anteriores do Excel - clique em: Ferramentas / opções / segurança / segurança de macro / média; reabra o CurTiPot e habilite as macros.

Cada planilha tem instruções e comentários embutidos em diversos pontos, visíveis ao posicionar o cursor na marca vermelha do canto superior direito das células. CurTiPot opção i tem, adicionalmente, balões com a sequência de operações básicas a ser seguida por iniciantes. Esses balões sobrepostos podem ser apagados à medida que se aprende.

O módulo de Análise_II recorre ao Solver para fazer ajuste por regressão de parâmetros com concentrações de pKa's. O Solver é um suplemento do Excel fornecido pela Microsoft no pacote do Office. No menu Ferramentas / Suplementos / Solver, assinale o quadrinho do Solver. Se estiver faltando, procure o arquivo do Solver no HD ou no CD de instalação do Office.

CurTiPot é distribuído na na forma de arquivo .xls, compatível com todas as versões do Excel a partir de 1997. Dependendo da resolução do monitor, pode ocorrer distorção de tamanho ou posição de alguns gráficos, facilmente re-formatável pelo usuário. Quem preferir, pode pedir ao autor cópia no formato .xlsm, para Excel 2007, mais imune a essas distorções.

 

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 e Análise II do programa CurTiPot 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. Os efeitos do erro alcalino do eletrodo de vidro 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 ou de funcionamento correto em qualquer situação. O autor não assume responsabilidade por conseqüências 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 CurTiPot pode simular 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. 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 para a avaliação de um sofisticado método novo 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: 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.