Um ácido fraco foi titulado com uma solução de KOH 1,00 M. A solução do ácido tinha um volume de 100,0 mL e uma molaridade de 0,100 M. Determine o pH para os volumes adicionados de base que são dados a seguir e faça um gráfico de pH contra e 12 mL . (R 3,00; 4,05;

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação de um ácido fraco com KOH. O que precisamos entender aqui é como calcular o pH em diferentes volumes de base adicionados a uma solução de ácido fraco. Vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico, cálculo de concentrações e a fórmula do pH. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Ácido fraco HA com pKₐ = 5,00
  • Volume da solução de ácido: 100,0 mL
  • Molaridade do ácido: 0,100 M
  • Molaridade da base KOH: 1,00 M
  • Volumes de KOH adicionados: 0,1; 5; 9; 9,9; 10; 10,1; 12 mL

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de ácido e base. A quantidade de mols é dada pela fórmula:
Então, para o ácido:

Passo 4

Para cada volume de KOH adicionado, calculamos os mols de KOH:
Por exemplo, para 5 mL:

Passo 5

A reação entre HA e KOH é:
Isso significa que cada mol de KOH consome um mol de HA e produz um mol de A⁻.

Passo 6

Para cada volume de KOH, calculamos quanto de HA foi neutralizado e quanto de A⁻ foi formado:

Passo 7

Com os mols de HA e A⁻, podemos usar a expressão do pH para uma solução tampão ou para pontos de equivalência:
Se estiver no ponto de equivalência, calculamos a hidrolisação de A⁻.

Passo 8

Vamos calcular o pH para cada volume de KOH adicionados:
  1. 0,1 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,0001 mol
    • Mols de HA restantes: 0,010 - 0,0001 = 0,0099 mol
    • Mols de A⁻: 0,0001 mol
  2. 5 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,005 mol
    • Mols de HA restantes: 0,005 mol
    • Mols de A⁻: 0,005 mol
  3. 9 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,009 mol
    • Mols de HA restantes: 0,001 mol
    • Mols de A⁻: 0,009 mol
  4. 9,9 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,0099 mol
    • Mols de HA restantes: 0,0001 mol
    • Mols de A⁻: 0,0099 mol
  5. 10 mL de KOH (ponto de equivalência):
    • Mols de KOH: 0,010 mol
    • Todos os HA foram neutralizados.
    • Agora, temos apenas A⁻, que irá hidrolisar:
    Usamos:
  6. 10,1 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,0101 mol
    • Mols de KOH em excesso: 0,0001 mol
    • Volume total: 100 + 10,1 = 110,1 mL = 0,1101 L
  7. 12 mL de KOH:
    • Mols de KOH: 0,012 mol
    • Mols de KOH em excesso: 0,002 mol
    • Volume total: 112 mL = 0,112 L

Resposta

Os valores de pH para os volumes adicionados de KOH são:
  • 0,1 mL: pH = 4,00
  • 5 mL: pH = 5,00
  • 9 mL: pH = 5,95
  • 9,9 mL: pH = 6,99
  • 10 mL: pH = 9,50
  • 10,1 mL: pH = 10,96
  • 12 mL: pH = 12,25

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