Calcule o pH no ponto de equivalência para titular soluções de 0,10 mol L^-1 de cada um dos seguintes ácidos com 0,10 mol L^-1 de NaOH :
c) Qual indicador é mais adequado para a titulação de ácido acético com NaOH , fenolftaleína ou alaranjado de metila? Justifique sua resposta. Dados: ka (ácido acético) =1,8 times 10^-5 ; pk In (fenolfalé́na) =9,6 ; pkInáéé (alaranjado de metila) =3,5

Passo 1

Vamos resolver a questão que pede para determinar qual indicador é mais adequado para a titulação de ácido acético com NaOH, escolhendo entre fenolftaleína e alaranjado de metila. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre pontos de equivalência e a faixa de mudança de cor dos indicadores.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que o ponto de equivalência em uma titulação é o ponto onde a quantidade de ácido é exatamente neutralizada pela base adicionada. No caso de titulação de um ácido fraco, como o ácido acético, com uma base forte, como o NaOH, o ponto de equivalência ocorre em uma região básica.

Passo 3

Vamos calcular o pH no ponto de equivalência. Sabemos que para um ácido fraco, a solução no ponto de equivalência será básica devido à hidrólise do ânion conjugado. A equação para o pH no ponto de equivalência é:
pH = 12 ( pKw + pKa )
Onde e .

Passo 4

Calculando o pKa = -log (1,8 times 10^-5) approx 4,74 do ácido acético:

Passo 5

Agora, substituindo na equação do pH:
pH = 12 (14 + 4,74) = 12 times 18,74 approx 9,37

Passo 6

Com o pH no ponto de equivalência sendo aproximadamente 9,37, precisamos escolher um indicador cuja faixa de mudança de cor inclua esse valor de pH. Vamos analisar os dois indicadores:
  • Fenolftaleína: Tem , com a mudança de cor ocorrendo aproximadamente entre e .
  • Alaranjado de Metila: Tem , com a mudança de cor ocorrendo aproximadamente entre e .

Passo 7

Comparando o pH do ponto de equivalência (9,37) com as faixas de cada indicador:
  • A fenolftaleína tem uma faixa que abrange o pH calculado.
  • O alaranjado de metila tem uma faixa muito ácida, bem abaixo do pH do ponto de equivalência.

Passo 8

Portanto, a fenolftaleína é o indicador mais adequado, pois sua faixa de mudança de cor está próxima ao pH do ponto de equivalência da titulação em questão.

Resposta

O indicador mais adequado para a titulação de ácido acético com NaOH é a fenolftaleína, pois sua faixa de mudança de cor (aproximadamente entre pH 8,2 e 10,0) está próxima ao pH do ponto de equivalência calculado (≈9,37), garantindo uma transição de cor mais precisa durante a titulação.

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