Calcule o pH para a titulação de
de uma solução de cocaína
com uma solução de HNO, 0,200 M. Os pontos para o cálculo são
; 50,
e
. Faça um gráfico do pH contra
.
(R 10,71; 9,01; 8,59; 8,41; 8,23; 7,81; 6,72; 5,71; 4,80;
(R 10,71; 9,01; 8,59; 8,41; 8,23; 7,81; 6,72; 5,71; 4,80;
Passo 1
Vamos resolver um exercício de titulação envolvendo uma base fraca e um ácido forte. No caso, estamos titulando 100,0 mL de uma solução de cocaína (que atua como base) com uma solução de ácido nítrico (HNO₃). Precisamos calcular o pH em diferentes volumes de ácido adicionados durante a titulação e, por fim, fazer um gráfico de pH versus volume de ácido adicionado. Para isso, vamos precisar entender conceitos como concentração, reação ácido-base, ponto de equivalência e cálculo de pH em diferentes etapas da titulação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as substâncias envolvidas:
- Cocaína (base fraca): Concentração inicial de 0,100 M em 100,0 mL. O valor de Kb é 2,6 × 10⁻⁶, indicando que é uma base fraca.
- Ácido Nítrico (HNO₃, ácido forte): Concentração de 0,200 M.
Durante a titulação, o ácido nítrico irá reagir com a base (cocaína) formando o sal correspondente e água.
Passo 3
Vamos calcular os moles de cocaína presentes na solução inicial:
Passo 4
Para cada volume de HNO₃ adicionado (Vₐ), vamos calcular os moles de ácido adicionados:
Passo 5
A reação entre a cocaína (base) e o ácido nítrico é:
Como o ácido forte reage completamente com a base fraca, podemos determinar se estamos antes, no ou depois do ponto de equivalência comparando os moles de ácido adicionados com os moles de base inicial.
Passo 6
Antes do ponto de equivalência (Vₐ < Vₑ): Ainda há base não neutralizada na solução. Usaremos o equilíbrio da base fraca para calcular o pH.
No ponto de equivalência (Vₐ = Vₑ): Toda a base foi neutralizada e temos apenas o sal da base conjugada, que pode hidrolisar para formar uma solução básica.
Depois do ponto de equivalência (Vₐ > Vₑ): Há excesso de ácido não neutralizado na solução. O pH é determinado pelo excesso de H⁺.
Passo 7
Vamos encontrar o volume no ponto de equivalência (Vₑ):
Passo 8
Agora, vamos calcular o pH nos diferentes volumes de ácido adicionados:
- Vₐ = 0,0 mL: Sem ácido adicionado, apenas a solução de base.
- Vₐ = 10,0 mL: Antes do ponto de equivalência.
- Vₐ = 20,0 mL: Antes do ponto de equivalência.
- Vₐ = 25,0 mL: Antes do ponto de equivalência.
- Vₐ = 30,0 mL: Antes do ponto de equivalência.
- Vₐ = 40,0 mL: Antes do ponto de equivalência.
- Vₐ = 49,0 mL: Próximo ao ponto de equivalência.
- Vₐ = 49,9 mL: Muito próximo do ponto de equivalência.
- Vₐ = 50,0 mL: No ponto de equivalência.
- Vₐ = 50,1 mL: Após o ponto de equivalência.
- Vₐ = 51,0 mL: Após o ponto de equivalência.
- Vₐ = 60,0 mL: Após o ponto de equivalência.
Para cada um desses pontos, aplicaremos os conceitos mencionados para determinar o pH correspondente.
Passo 9
Após realizar os cálculos para cada volume de ácido adicionado, obtemos os seguintes valores de pH:
(R 10,71; 9,01; 8,59; 8,41; 8,23; 7,81; 6,72; 5,71; 4,80;
Resposta
Os valores de pH para os volumes de ácido adicionados são:
Exercícios relacionados
Calcule o pH, em cada um dos pontos, na titulação de
de uma solução de
com uma solução de
. Volumes de ácido adicionados: 0,
4,99; 5, 00; 5,01; 5,10; 5,50; 6,00; 8,00 e 10,00 mL. Faça um gráfico do pH contra o volume de HCl adicionado.
(R 12,00; 11,89; 11,76; 11,58; 11,27; 10,96; 10,26;
(R 12,00; 11,89; 11,76; 11,58; 11,27; 10,96; 10,26;
Calcule o pH para a titulação de
de uma solução de ácido fórmico (
) de concentração
com uma solução de KOH
. Os pontos para o cálculo são V,
; 20,
; 50,
e
. Faça um gráfico do pH contra
. (R 2,54; 3,14; 3,57; 3,74; 3,92; 4,35; 4,79;
Quais são as pressões parciais de
a 1000 K se as pressões parciais iniciais são de
1000 atm e pco2
?
Em que ponto na titulação de uma base fraca com um ácido forte a capacidade máxima de tamponamento é atingida? Esse é o ponto em que uma dada pequena adição de ácido causa uma variação mínima no pH . (R Aulas/Slides)