Uma alíquota de
de uma solução de
foi titulada com
. Qual é o pH inicial? Qual é o pH no ponto de equivalência? Qual é o volume esperado para alcançar o ponto de equivalência? Esboce a curva de titulação.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação juntos! A questão fala sobre a titulação de uma solução de HCl com NaOH. Precisamos descobrir o pH inicial da solução de HCl, o pH no ponto de equivalência e o volume de NaOH necessário para alcançar esse ponto. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, como cálculo de pH, neutralização e entendimento da curva de titulação.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o pH inicial da solução de HCl. Sabemos que HCl é um ácido forte, o que significa que ele se dissocia completamente na água. A concentração inicial é de
e o volume é de
.
Passo 3
Como HCl se dissocia totalmente, a concentração de íons H⁺ é igual à concentração de HCl:
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Passo 4
Substituindo os valores:
Então, o pH inicial da solução de HCl é aproximadamente 0,70.
Passo 5
Agora, vamos determinar o volume de NaOH necessário para alcançar o ponto de equivalência. No ponto de equivalência, a quantidade de mols de ácido é igual à quantidade de mols de base.
Primeiro, calculamos os mols de HCl:
Passo 6
Como a concentração de NaOH é
, a quantidade de mols necessária para neutralizar os mols de HCl é igual:
Resolvendo para V:
Então, são necessários 20,00 mL de NaOH para alcançar o ponto de equivalência.
Passo 7
No ponto de equivalência, todo o HCl foi neutralizado pelo NaOH, formando água e sal (NaCl). Como ambos são fortes, não há excesso de íons H⁺ ou OH⁻. Portanto, a solução é neutra e o pH é 7,00.
Passo 8
Finalmente, sobre a curva de titulação: ela começa com um pH baixo (0,70), aumenta à medida que o NaOH é adicionado, e no ponto de equivalência atinge pH 7,00. Depois do ponto de equivalência, se ainda houver NaOH, o pH sobe novamente devido ao excesso de íons OH⁻.
Resposta
- pH inicial: aproximadamente 0,70
- pH no ponto de equivalência: 7,00
- Volume para alcançar o ponto de equivalência: 20,00 mL de NaOH
A curva de titulação inicia em pH baixo, sobe continuamente até atingir pH 7 no ponto de equivalência e continua subindo se houver excesso de base.