Considere a titulação de 100,0 mL de uma solução de NaOH 0,100 M com uma solução de HBr 1,00 M. Determine o pH nos volumes de ácido adicionados que são dados a seguir, e faça um gráfico do pH contra Va : Va=0 ; 1 ; 5 ; 9 ; 9,9 ; 10 ; 10,1 e 12 mL . (R 13,00; 12,95; 12,68; 11,96; 10,96; 7,00; 3,04; 1,75)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação juntos! A questão pede para determinarmos o pH em diferentes volumes de ácido ( HBr) adicionados a uma solução de base ( NaOH). Vamos precisar entender conceitos de molaridade, neutralização ácido-base e cálculo de pH. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as quantidades iniciais de nossa base e ácido. Temos:
  • Base ( NaOH):
    • Volume: 100,0 mL = 0,100 L
    • Molaridade: 0,100 M
  • Ácido ( HBr):
    • Molaridade: 1,00 M
Para cada volume de ácido adicionado, precisamos calcular quantos mols de HBr estão sendo adicionados.

Passo 3

Vamos calcular os mols de NaOH que temos inicialmente:
Mols de NaOH = Volume times Molaridade = 0,100 , L times 0,100 , M = 0,0100 , mol

Passo 4

Agora, para cada volume de HBr adicionado ( Va), calculamos os mols de HBr:
Mols de HBr = Va times Molaridade = Va times 1,00 , M
Como Va está em mL, convertendo para litros:
Mols de HBr = Va1000 times 1,00 , M

Passo 5

Agora, para cada Va, vamos determinar se temos excesso de base, excesso de ácido ou se estamos no ponto de equivalência.
  • Excesso de Base: Mols de NaOH > Mols de HBr
  • Ponto de Equivalência: Mols de NaOH = Mols de HBr
  • Excesso de Ácido: Mols de HBr > Mols de NaOH

Passo 6

Vamos calcular o pH para cada volume de ácido adicionado:
  1. Va = 0 , mL:
    • Apenas base presente.
    • pH = 13,00
  2. Va = 1 , mL:
    • Mols de HBr = 0,001 mol
    • Mols de NaOH restantes = 0,0100 - 0,001 = 0,0090 mol
    • Concentração de OH^- = 0,00900,101 approx 0,0891 , M
    • pOH = - log(0,0891) approx 1,05
    • pH = 14 - 1,05 = 12,95
  3. Va = 5 , mL:
    • Mols de HBr = 0,005 mol
    • Mols de NaOH restantes = 0,0100 - 0,005 = 0,0050 mol
    • Concentração de OH^- = 0,00500,105 approx 0,0476 , M
    • pOH = - log(0,0476) approx 1,32
    • pH = 14 - 1,32 = 12,68
  4. Va = 9 , mL:
    • Mols de HBr = 0,009 mol
    • Mols de NaOH restantes = 0,0100 - 0,009 = 0,0010 mol
    • Concentração de OH^- = 0,00100,109 approx 0,0092 , M
    • pOH = - log(0,0092) approx 2,04
    • pH = 14 - 2,04 = 11,96
  5. Va = 9,9 , mL:
    • Mols de HBr = 0,0099 mol
    • Mols de NaOH restantes = 0,0100 - 0,0099 = 0,0001 mol
    • Concentração de OH^- = 0,00010,1099 approx 0,00091 , M
    • pOH = - log(0,00091) approx 3,04
    • pH = 14 - 3,04 = 10,96
  6. Va = 10 , mL:
    • Mols de HBr = 0,010 mol
    • Mols de NaOH = 0,0100 - 0,010 = 0 mol (Ponto de equivalência)
    • pH = 7,00
  7. Va = 10,1 , mL:
    • Mols de HBr = 0,0101 mol
    • Mols de HBr em excesso = 0,0101 - 0,0100 = 0,0001 mol
    • Concentração de H^+ = 0,00010,1101 approx 0,00091 , M
    • pH = - log(0,00091) approx 3,04
  8. Va = 12 , mL:
    • Mols de HBr = 0,012 mol
    • Mols de HBr em excesso = 0,012 - 0,0100 = 0,0020 mol
    • Concentração de H^+ = 0,00200,112 approx 0,0179 , M
    • pH = - log(0,0179) approx 1,75

Resposta

Os valores de pH para os volumes de ácido adicionados são:
  • Va=0 , mL: pH = 13,00
  • Va=1 , mL: pH = 12,95
  • Va=5 , mL: pH = 12,68
  • Va=9 , mL: pH = 11,96
  • Va=9,9 , mL: pH = 10,96
  • Va=10 , mL: pH = 7,00
  • Va=10,1 , mL: pH = 3,04
  • Va=12 , mL: pH = 1,75

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