Uma alíquota de de uma solução de foi titulada com . 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 . é uma base forte que se dissocia completamente em água:
Sabemos a concentração de , 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 necessário para atingir o ponto de equivalência. No ponto de equivalência, a quantidade de mols de adicionados é igual à quantidade de mols de 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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