Uma alíquota de 10,00 mL de uma solução de HCl 0,200 mol L^-1 foi titulada com NaOH 0,100 mol L^-1. 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 0,200 , mol/L e o volume é de 10,00 , mL.

Passo 3

Como HCl se dissocia totalmente, a concentração de íons H⁺ é igual à concentração de HCl:
[H^+] = 0,200 , mol/L
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log [H^+]

Passo 4

Substituindo os valores:
pH = -log (0,200) approx 0,70
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:
Mols de HCl = 0,200 , mol/L times 0,010 , L = 0,002 , mol

Passo 6

Como a concentração de NaOH é 0,100 , mol/L, a quantidade de mols necessária para neutralizar os mols de HCl é igual:
0,100 , mol/L times V = 0,002 , mol
Resolvendo para V:
V = 0,002 , mol0,100 , mol/L = 0,020 , L = 20,00 , mL
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.

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