Considere a titulação de 100,0 mL de uma solução de amônia 0,100 M com HCl 0,100 M. Calcule o pH da solução após a adição dos seguintes volumes (em mL) de titulante:
DADOS: KbNH 3=1,8 times 10^-5.
e) 100,1 mL

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com uma titulação, que é quando a gente adiciona uma solução (neste caso, o HCl) a outra solução (a amônia, NH₃) para ver como elas reagem. Aqui, estamos trabalhando com ácidos e bases, especificamente uma base fraca (NH₃) e um ácido forte (HCl). Vamos precisar das concentrações, volumes envolvidos e da constante de basicidade da amônia (Kb).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em moles) da amônia que temos. A fórmula para isso é:
Mo<=s = Concentração times Volume çã
A concentração da amônia é 0,100 M e o volume é 100,0 mL. Mas precisamos converter o volume para litros:
100,0 , mL = 0,100 , L
Então,
Mo<=s de NH3 = 0,100 , M times 0,100 , L = 0,0100 , mol

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de HCl que foi adicionada. A concentração do HCl é também 0,100 M e o volume adicionado é 100,1 mL, que em litros fica:
100,1 , mL = 0,1001 , L
Então,
Mo<=s de HCl = 0,100 , M times 0,1001 , L = 0,01001 , mol

Passo 4

O HCl é um ácido forte e vai reagir completamente com a amônia, que é uma base fraca, conforme a reação:
NH3 + HCl NH4^+ + Cl^-
Como temos 0,0100 mol de NH₃ e 0,01001 mol de HCl, todo o NH₃ vai reagir com parte do HCl. Vamos ver quanto HCl sobra:
HCl excedente = 0,01001 , mol - 0,0100 , mol = 0,00001 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a concentração do HCl que sobra na solução. Para isso, precisamos do volume total da solução após a adição:
Volume total = 100,0 , mL + 100,1 , mL = 200,1 , mL = 0,2001 , L
Então,
Concentração de HCl excedente = 0,00001 , mol0,2001 , L approx 5,00 times 10^-5 , M çã

Passo 6

Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente na água, liberando íons H⁺. Portanto, a concentração de íons H⁺ é igual à concentração de HCl excedente:
[H^+] = 5,00 times 10^-5 , M
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log[H^+]

Resposta

O pH da solução após a adição de 100,1 mL de HCl é aproximadamente 4,30.

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