Considere a titulação de 25 mL de
com
. Calcular os valores de pH e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados do titulante:
de NaOH
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação juntos! A gente tem 25 mL de ácido acético (
) com concentração de 0,1 M e vai titular com 0,2 M de hidróxido de sódio (
). Nosso objetivo é calcular o pH quando adicionamos 12,49 mL de
e também esboçar a curva de titulação nesse ponto. Para isso, vamos precisar entender conceitos de química ácido-base, como reação de neutralização, pontos de equivalência e a equação de Henderson-Hasselbalch.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece na titulação. Quando a gente adiciona
ao ácido acético, ocorre uma reação de neutralização:
Aqui, o ácido acético (
) reage com o hidróxido de sódio (
) para formar acetato de sódio (
) e água.
Passo 3
Vamos calcular quantos mols de
e
temos inicialmente e adicionados:
- Mols de ácido acético:
- Mols de
adicionados:
Passo 4
Agora, vamos ver quanto de ácido acético foi neutralizado pela base. A reação de neutralização é 1:1, então os mols de
adicionados vão neutralizar a mesma quantidade de ácido acético:
- Mols de ácido restantes:
Praticamente, chegamos bem próximo do ponto de equivalência, onde todo o ácido foi neutralizado.
Passo 5
No ponto de equivalência, todo o ácido foi convertido em seu conjugado, o acetato de sódio (
). Porém, estamos um pouquinho antes do ponto de equivalência (12,49 mL vs. 12,5 mL). Mesmo assim, para simplificar, consideraremos que estamos no ponto de equivalência.
Nesse ponto, a solução contém apenas o acetato de sódio, que é uma base conjugada fraca. Para calcular o pH, precisamos determinar a concentração de íons
provenientes da hidrólise do acetato.
Passo 6
A hidrólise do acetato de sódio é representada por:
Vamos usar a constante de hidrólise (
), que está relacionada ao
do ácido acético pela relação:
Sabemos que
para o ácido acético é
e
é
. Então:
Passo 7
A equação para a hidrólise é:
Assumindo que
e
, temos:
Precisamos calcular
, a concentração do acetato.
Passo 8
No ponto de equivalência, todo o ácido foi convertido em acetato. Então:
O volume total da solução é:
Então, a concentração de
é:
Passo 9
Voltando à equação do
:
Resolvendo para
:
Esse
representa a concentração de
.
Passo 10
Agora, vamos calcular o pOH:
E, sabendo que:
Resposta
O pH da solução após adicionar 12,49 mL de
é aproximadamente 8,79.