Considere a mistura de 20 mL de uma solução de CH3-COOH a 0,1 M com 20 mL de uma solução de CH3-COONa a 0,1 M. Determinar o pH dessa mistura nas seguintes condições: Após adição de 2 mL de uma solução de NaOH 0,3 M

Passo 1

Então, temos um exercício que envolve misturar soluções de ácido acético ( CH3COOH) e acetato de sódio ( CH3COONa), que formam um tampão, e depois adicionar hidróxido de sódio ( NaOH). Nosso objetivo é determinar o pH dessa mistura após a adição de NaOH. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de soluções tampão, cálculos de molaridade e a equação de Henderson-Hasselbalch.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de ácido acético e acetato de sódio nas soluções iniciais. Sabemos que:
  • Volume de CH3COOH = 20 mL = 0,020 L
  • Concentração de CH3COOH = 0,1 M
  • Volume de CH3COONa = 20 mL = 0,020 L
  • Concentração de CH3COONa = 0,1 M
Usando a fórmula de molaridade:
Mols = Molaridade times Volume (L)
Então,
Mols de CH3COOH = 0,1 , M times 0,020 , L = 0,002 , mols
Mols de CH3COONa = 0,1 , M times 0,020 , L = 0,002 , mols

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de NaOH adicionada:
  • Volume de NaOH = 2 mL = 0,002 L
  • Concentração de NaOH = 0,3 M
Mols de NaOH = 0,3 , M times 0,002 , L = 0,0006 , mols

Passo 4

O NaOH é uma base forte e vai reagir com o ácido acético ( CH3COOH) presente na mistura:
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Isso significa que os mols de NaOH consumirão uma quantidade igual de CH3COOH e produzirão CH3COONa.

Passo 5

Vamos atualizar os mols após a reação:
Mols restantes de CH3COOH = 0,002 , mols - 0,0006 , mols = 0,0014 , mols
Mols de CH3COONa após a reação = 0,002 , mols + 0,0006 , mols = 0,0026 , mols óçã

Passo 6

Agora, vamos calcular as concentrações das espécies na solução final. O volume total da mistura é:
20 , mL + 20 , mL + 2 , mL = 42 , mL = 0,042 , L
Então,
Concentração de CH3COOH = 0,0014 , mols0,042 , L approx 0,0333 , M çã
Concentração de CH3COONa = 0,0026 , mols0,042 , L approx 0,0619 , M çã

Passo 7

Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH da solução tampão:
pH = pKa + log([A^-][HA])
Onde:
  • pKa do ácido acético é aproximadamente 4,76
  • [A^-] é a concentração do acetato de sódio ( CH3COONa) = 0,0619 M
  • [HA] é a concentração do ácido acético ( CH3COOH) = 0,0333 M

Passo 8

Substituindo os valores na equação:
pH = 4,76 + log(0,06190,0333)
pH = 4,76 + log(1,86)
Sabemos que log(1,86) approx 0,269
Então,
pH = 4,76 + 0,269 = 5,029

Resposta

O pH da mistura após a adição de 2 mL de NaOH 0,3 M é aproximadamente 5,03.

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