Considere a titulação de 25 mL de CH3-COOH 0,1 mol / L com NaOH 0,2 mol / L. Calcular os valores de pH e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados do titulante: 12,5 mL de NaOH

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação juntos! Aqui a gente tem 25 mL de ácido acético ( CH3COOH) com concentração de 0,1 mol/L, e vamos titular isso com 12,5 mL de hidróxido de sódio ( NaOH) 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 ( CH3COOH):
    Mo<=s = Volume (L) times Concentração (mol/L) = 0,025 L times 0,1 mol/L = 0,0025 mol çã
  • Hidróxido de sódio ( NaOH):
    Mo<=s = 0,0125 L times 0,2 mol/L = 0,0025 mol

Passo 3

Agora, vamos analisar a reação de titulação:
CH3COOH + NaOH CH3COO^- + H2O + Na^+
Cada mol de ácido acético reage com 1 mol de NaOH para formar um mol de acetato ( CH3COO^-).

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 CH3COOH e adicionamos 0,0025 mol de NaOH, 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, CH3COO^-).
A reação de hidrólise é:
CH3COO^- + H2O rightarrow CH3COOH + OH^-

Passo 6

Para encontrar o pH, precisamos calcular a concentração de OH^- formada.
Primeiro, calculamos o volume total da solução após a adição de NaOH:
Vtotal = 25 mL + 12,5 mL = 37,5 mL = 0,0375 L
A concentração de CH3COO^- no ponto de equivalência é:
[CH3COO^-] = 0,0025 mol0,0375 L = 0,0667 mol/L

Passo 7

Usamos a constante de hidrólise ( Kb) para o íon acetato. Sabemos que:
Kw = Ka times Kb
Onde Kw = 1 times 10^-14 e Ka do ácido acético é aproximadamente 1,8 times 10^-5.
Então:
Kb = KwKa = 1 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10

Passo 8

A expressão para Kb é:
Kb = [CH3COOH][OH^-][CH3COO^-]
Assumindo que [CH3COOH] approx [OH^-] = x, temos:
5,56 times 10^-10 = x^20,0667
Resolvendo para x:
x^2 = 5,56 times 10^-10 times 0,0667 approx 3,71 times 10^-11
x = raiz3,71 times 10^-11 approx 6,09 times 10^-6 mol/L

Passo 9

Agora, calculamos o pOH:
pOH = -log [OH^-] = -log (6,09 times 10^-6) approx 5,21
E, como sabemos que:
pH + pOH = 14
Então:
pH = 14 - 5,21 = 8,79

Resposta

O pH da solução após a adição de 12,5 mL de NaOH é aproximadamente 8,79.

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