Considere a titulação de 100,0 mL de uma solução de amônia 0,100 M com
. Calcule o pH da solução após a adição dos seguintes volumes (em mL) de titulante:
DADOS:
.
d)
DADOS:
d)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação! A gente tem 100,0 mL de uma solução de amônia (NH₃) com concentração de 0,100 M e vamos adicionar 100,0 mL de HCl também com concentração de 0,100 M. Nosso objetivo aqui é calcular o pH da solução após essa adição. Vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e cálculos de concentração após a reação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar a reação que ocorre entre a amônia (NH₃) e o ácido clorídrico (HCl). A amônia é uma base fraca e o HCl é um ácido forte. A reação entre eles é:
Isso significa que a amônia vai reagir completamente com o HCl formando íons amônio (
) e cloreto (
).
Passo 3
Vamos calcular quantos mols de cada reagente temos inicialmente. A concentração © multiplicada pelo volume (V) nos dá os mols (n):
Passo 4
Como a reação entre NH₃ e HCl é 1:1, vamos ver qual reagente está em excesso após a reação. Aqui, temos igual quantidade de mols, então eles se consomem completamente, formando 0,0100 mol de
.
Passo 5
Agora, vamos calcular o volume total da solução após a adição:
Passo 6
Vamos calcular a concentração do íon amônio (
) na solução resultante:
Passo 7
Sabemos que o íon amônio é um ácido conjugado da amônia e podemos calcular o seu $ K_a $ usando a relação:
Passo 8
Agora, vamos usar a expressão do equilíbrio para um ácido monoprótico:
Assumindo que $ [\mathrm{H}^+] = x $ e $ [\mathrm{A}^-] = x $, temos:
Como $ K_a $ é muito pequeno, podemos desconsiderar $ x $ em relação a 0,0500:
Passo 9
O pH é calculado pela fórmula:
Resposta
Após a adição de 100,0 mL de HCl 0,100 M, o pH da solução é aproximadamente 5,28.