Calcular o pH após a adição de 0,00; 5,00;15,00; 25,00; 40,00; 45,00; 49,00; 50,
; e
de
na titulação de 50,00 mL de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O que a gente precisa fazer aqui é calcular o pH após adicionar diferentes volumes de
em uma solução de ácido fraco
. A matéria que estamos usando é de titulação ácido-base, onde a gente vai usar conceitos de neutralização, equilíbrio químico e o valor da constante de dissociação ácida (
). Para resolver, vamos precisar saber as concentrações e volumes das soluções, além de aplicar as fórmulas apropriadas para cada etapa da titulação.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de ácido
que temos inicialmente. A concentração é
e o volume é
.
Passo 3
Agora, para cada volume de
adicionado, vamos calcular a quantidade de mols de
:
Por exemplo, para
de
:
Passo 4
Em seguida, vamos comparar os mols de
adicionados com os mols de
para ver se estamos antes do ponto de equivalência, no ponto de equivalência ou após ele.
- Antes do ponto de equivalência: Menos mols de base que de ácido.
- No ponto de equivalência: Mols de base igual aos de ácido.
- Após o ponto de equivalência: Mais mols de base que de ácido.
Passo 5
Dependendo da situação identificada no passo anterior, aplicamos a fórmula adequada:
-
Antes do ponto de equivalência: Uso do equilíbrio do ácido fraco para calcular o pH.Usamos a expressão do
: -
No ponto de equivalência: A solução contém o sal
, que é a base conjugada. Calculamos o pH a partir da hidrólise do ânion. -
Após o ponto de equivalência: Temos excesso de
, então calculamos a concentração de para encontrar o pH.
Passo 6
Vamos fazer um exemplo de cálculo para alguns volumes de
adicionados.
Exemplo 1: Adicionando
de
-
Calcular mols de
: -
Determinar a reação de neutralização:
-
Calcular mols restantes de
: -
Calcular a concentração de
nas finais: -
Aplicar a expressão do
: -
Calcular o pH:
Exemplo 2: Adicionando
de
-
Calcular mols de
: -
Determinar a reação de neutralização:
-
Mols de
e se igualam, então estamos no ponto de equivalência. -
Calcular a concentração de
: -
Calcular a constante de base conjugada (
): -
Aplicar a expressão da hidrólise:
-
Calcular o pOH e o pH:
Resposta
Seguindo os passos acima, você pode calcular o pH para cada volume de
adicionado na titulação de
. Para os exemplos dados:
- Após adicionar
de , o pH é aproximadamente 2,12. - No ponto de equivalência, adicionando
de , o pH é aproximadamente 7,92.
Repita esse processo para os outros volumes (15,00; 25,00; 40,00; 45,00; 49,00; 51,00; 55,00; e 60,00 mL) seguindo os mesmos passos de cálculo!