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:
.
b) 50,0 mL
DADOS:
b) 50,0 mL
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa titulação! O enunciado fala sobre a titulação de 100,0 mL de uma solução de amônia (NH₃) 0,100 M com HCl 0,100 M. Nosso objetivo é calcular o pH da solução após adicionar 50,0 mL de HCl. Para isso, vamos precisar entender conceitos de química ácido-base, como reação de neutralização, equilíbrio de ácido fraco com sua base conjugada e a aplicação da equação de Henderson-Hasselbalch.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de amônia e HCl que temos:
- Mols de NH₃ = concentração × volume =
- Mols de HCl = concentração × volume =
Passo 3
A reação entre NH₃ e HCl é:
Como HCl é um ácido forte, ele reage completamente com a amônia. Então, após a reação:
- Mols de NH₃ restantes =
- Mols de NH₄^+ formados =
Passo 4
Agora, vamos considerar o volume total da solução após a adição de HCl:
As concentrações de NH₃ e NH₄^+ na solução são:
Passo 5
Como temos uma solução tampão composta por NH₃ e NH₄^+, podemos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH:
Primeiro, precisamos encontrar o $ pK_a $ do NH₄^+. Sabemos que $ K_b $ da NH₃ é
. Usamos a relação:
Passo 6
Agora, aplicamos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
O pH da solução após a adição de 50,0 mL de HCl é 9,26.