Uma alíquota de
de uma solução
de uma base fraca
foi titulada com uma solução de
. Encontre o pH nos seguintes volumes de ácido: a)
, b)
. Onde
volume de equivalência.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui temos uma titulação de uma base fraca usando ácido perclórico (
). A base tem um volume de
e concentração de
, com
. Vamos precisar calcular o pH em diferentes volumes de ácido adicionados: sem ácido (
), pela metade do volume de equivalência (
), no ponto de equivalência (
) e acima do ponto de equivalência (
). Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e as fórmulas relacionadas ao cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar o volume de equivalência (
). No ponto de equivalência, os moles de ácido adicionados são iguais aos moles de base presentes.
Como o ácido
tem concentração
,
Passo 3
a)
Sem adicionar ácido, temos apenas a base fraca em solução.
Sabemos que a base fraca (
) reage com a água:
A
pode ser calculada a partir de
:
Usando a expressão para
:
Assumindo
:
Resolvendo para
:
Agora, calculamos o pH a partir de
:
Passo 4
b)
Aqui, adicionamos metade do volume de equivalência. Calculamos os moles de ácido adicionados:
Moles de base inicialmente:
Após a adição de ácido:
Agora, temos uma solução tampão composta por base e seu conjugado (
e
). Usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Como
,
Como
, o
, então:
Passo 5
c)
No ponto de equivalência, todo a base foi neutralizada pelo ácido, formando o sal
.
A reação é:
Agora, temos uma solução de
, que é um cátion conjugado de uma base fraca, agindo como um ácido fraco.
Calculamos a concentração de
:
Agora,
ioniza na água:
A constante de ionização ácida (
) pode ser calculada a partir de
:
Usando a expressão de
:
Assumindo
:
Calculando o pH:
Passo 6
d)
Aqui, adicionamos mais ácido além do ponto de equivalência.
Primeiro, calculamos os moles de ácido adicionados:
Moles de base inicialmente:
Após a titulação:
Agora, temos uma solução com excesso de
.
Concentração de
:
Calculando o pH:
Resposta
a)
b)
c)
d)
Exercícios relacionados
Calcule o pH da solução formada quando
de
de NaOH forem adicionados a
de
de ácido acético. Dados:
.
Calcule as concentrações dos íons em equilíbrio
,
e HF presentes em uma solução em que foi colocado 1 mol de HF em 1 litro de água. (
). Dado:
.
Quantos algarismos significativos há em (a) 17,35 ; (b) 240 e © 0,01050 ?
Quais as concentrações de equilíbrio do
,
e
em uma solução
de
? Dado:
e
).