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! Aqui a gente tem 25 mL de ácido acético (
) com concentração de 0,1 mol/L, e vamos titular isso com 12,5 mL de hidróxido de sódio (
) a 0,2 mol/L. O conteúdo que vamos usar aqui é de titulação ácido-base, especialmente focando em como calcular o pH durante a titulação de um ácido fraco com uma base forte. Para resolver, vamos precisar entender conceitos como quantidade de matéria, equivalência na titulação e a relação entre ácido e base conjugada.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) do ácido acético e da base que estamos usando.
-
Ácido acético (
): -
Hidróxido de sódio (
):
Passo 3
Agora, vamos analisar a reação de titulação:
Cada mol de ácido acético reage com 1 mol de
para formar um mol de acetato (
).
Passo 4
Vamos verificar se atingimos o ponto de equivalência, que ocorre quando a quantidade de base adicionada neutraliza completamente o ácido presente.
Como temos 0,0025 mol de
e adicionamos 0,0025 mol de
, atingimos exatamente o ponto de equivalência.
Passo 5
No ponto de equivalência de uma titulação entre um ácido fraco e uma base forte, o pH é determinado pela hidrólise do íon conjugado do ácido (neste caso,
).
A reação de hidrólise é:
Passo 6
Para encontrar o pH, precisamos calcular a concentração de
formada.
Primeiro, calculamos o volume total da solução após a adição de
:
A concentração de
no ponto de equivalência é:
Passo 7
Usamos a constante de hidrólise (
) para o íon acetato. Sabemos que:
Onde
e
do ácido acético é aproximadamente
.
Então:
Passo 8
A expressão para
é:
Assumindo que
, temos:
Resolvendo para
:
Passo 9
Agora, calculamos o pOH:
E, como sabemos que:
Então:
Resposta
O pH da solução após a adição de 12,5 mL de
é aproximadamente 8,79.