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:
.
e) 100,1 mL
DADOS:
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:
A concentração da amônia é 0,100 M e o volume é 100,0 mL. Mas precisamos converter o volume para litros:
Então,
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:
Então,
Passo 4
O HCl é um ácido forte e vai reagir completamente com a amônia, que é uma base fraca, conforme a reação:
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:
Passo 5
Agora, vamos calcular a concentração do HCl que sobra na solução. Para isso, precisamos do volume total da solução após a adição:
Então,
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:
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Resposta
O pH da solução após a adição de 100,1 mL de HCl é aproximadamente 4,30.