Considere a titulação de 25 mL de NH3 0,1 mol / L com HCl 0,1 mol / L. Calcular os valores de pH e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados do titulante: 24,99 mL de HCl

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma titulação de NH3 com HCl. A matéria envolvida aqui é a química das soluções aquosas, especificamente titulação ácido-base. Para resolver isso, vamos precisar entender como as bases fracas reagem com ácidos fortes, calcular as quantidades envolvidas e usar algumas fórmulas para achar o pH no ponto específico de adição do titulante.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de NH3 temos na solução inicial. Sabemos que a concentração ( C) é de 0,1 mol/L e o volume ( V) é de 25 mL, que convertemos para litros:
nNH3 = C times V = 0,1 , mol/L times 0,025 , L = 0,0025 , mol
Agora, vamos calcular quantos mols de HCl estão sendo adicionados aos 24,99 mL:
nHCl = 0,1 , mol/L times 0,02499 , L approx 0,002499 , mol

Passo 3

A HCl é um ácido forte e vai reagir com a NH3, que é uma base fraca. A reação é:
NH3 + HCl NH4^+ + Cl^-
Como a quantidade de HCl adicionada é quase igual à de NH3, estamos quase no ponto de equivalência. Nesse ponto, a maior parte da NH3 foi convertida em NH4^+, formando uma solução tampão composta por NH4^+ e NH3.

Passo 4

Vamos calcular as concentrações de NH4^+ e NH3 após a reação. A quantidade de HCl adicionada é quase igual à de NH3, então praticamente todo HCl reage com NH3:
Mols de NH4^+ = 0,002499 , mol
Mols de NH3 restantes = 0,0025 - 0,002499 = 0,000001 , mol
O volume total da solução agora é 25 , mL + 24,99 , mL = 49,99 , mL = 0,04999 , L.
Calculando as concentrações:
[NH4^+] = 0,002499 , mol0,04999 , L approx 0,05 , mol/L
[NH3] = 0,000001 , mol0,04999 , L approx 0,00002 , mol/L
Agora, vamos usar a constante de dissociação ácida ( Ka) do NH4^+ para calcular o pH. Sabemos que:
Ka times Kb = Kw
Ka = KwKb
Para NH3, Kb = 1,8 times 10^-5 e Kw = 1,0 times 10^-14, então:
Ka = 1,0 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10
Usando a expressão de Ka:
Ka = [H^+][NH3][NH4^+]
5,56 times 10^-10 = [H^+] times 0,000020,05
[H^+] = 5,56 times 10^-10 times 0,050,00002 approx 1,39 times 10^-5 , mol/L
Finalmente, o pH é:
pH = -log[H^+] = -log(1,39 times 10^-5) approx 4,86

Resposta

O pH da solução após adicionar 24,99 mL de HCl é aproximadamente 4,86.

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