Uma alíquota de 10,00 mL de uma solução de NaOH 0 , 1 0 0 mol L^-1 foi titulada com HCl 0,200 mol L^-1. Qual o pH inicial? Qual o pH no ponto de equivalência? Qual o volume esperado para alcançar o ponto de equivalência? Esboce a curva de titulação.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos uma solução de hidróxido de sódio ( ) com concentração de e volume de . Essa solução será titulada com ácido clorídrico ( ) de concentração . Precisamos determinar:
  1. O pH inicial da solução de .
  2. O pH no ponto de equivalência da titulação.
  3. O volume de necessário para alcançar o ponto de equivalência.
    Além disso, vamos esboçar a curva de titulação. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, como cálculo de pH, neutralização e equilíbrio químico.

Passo 2

Vamos começar calculando o pH inicial da solução de NaOH Na^+ + OH^- . pOH = -log[OH^-] = -log(0,100) = 1 é uma base forte que se dissocia completamente em água:
pH + pOH = 14
Sabemos a concentração de pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13 , que é igual à concentração de , .
Para encontrar o pH, primeiro calculamos o pOH:
Sabemos que:
Então:

Passo 3

Agora, vamos determinar o volume de Mols de NaOH = Concentração times Volume = 0,100, mol, L^-1 times 0,010, L = 0,001, mol necessário para atingir o ponto de equivalência. No ponto de equivalência, a quantidade de mols de Mols de HCl = 0,001, mol adicionados é igual à quantidade de mols de Volume = MolsConcentração = 0,001, mol0,200, mol, L^-1 = 0,005, L = 5,00, mL presentes inicialmente.
Primeiro, calculamos os mols de :
çã
Como e reagem na proporção 1:1:
Agora, calculamos o volume de necessário:
çã

Passo 4

No ponto de equivalência, toda a base foi neutralizada pelo ácido, formando e . A solução resultante contém apenas o sal , que é neutro, já que e são íons neutros. Portanto, o pH no ponto de equivalência será 7.

Passo 5

Para esboçar a curva de titulação, considere os seguintes pontos:
  • pH inicial: Começa alto devido à presença da base forte ( ) com pH 13.
  • Durante a titulação: Conforme adicionamos , o pH diminui gradualmente.
  • Ponto de equivalência: Ocorre quando adicionamos 5,00 mL de , e o pH atinge 7.
  • Após o ponto de equivalência: Adicionamos mais , tornando a solução ácida, com pH abaixo de 7.
A curva terá uma queda acentuada no pH próximo ao ponto de equivalência, formando uma curva característica de titulação ácido-base forte.

Resposta

  • pH inicial: 13
  • pH no ponto de equivalência: 7
  • Volume de para equivalência: 5,00 mL

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