Considere a titulação de
de uma solução de uma base fraca
com uma solução de ácido forte
. Determine o pH quando o volume de ácido for
. Dado:
da base
5,73 .
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um exercício de titulação, que é quando a gente adiciona um ácido a uma base ou vice-versa para ver como o pH muda. Aqui, temos 25,0 mL de uma solução de uma base fraca com concentração de 0,08 mol/L. Vamos adicionar 4,5 mL de um ácido forte com concentração de 0,10 mol/L. Nosso objetivo é descobrir qual será o pH dessa mistura após adicionar o ácido. Para resolver isso, vamos precisar calcular as quantidades de base e ácido, ver como elas reagem e aplicar algumas fórmulas de química de ácidos e bases.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (número de mols) da base e do ácido que temos. A quantidade de matéria (
) é dada pela fórmula:
onde
é a concentração em mol/L e
é o volume em litros.
Para a base:
Para o ácido:
Passo 3
Agora, vamos ver como o ácido e a base reagem entre si. Como o ácido é forte, ele vai reagir completamente com a base fraca:
Como temos 0,002 mol de base e 0,00045 mol de ácido, o ácido vai consumir parte da base:
O ácido foi totalmente consumido, então não sobra ácido.
Passo 4
Após a reação, temos uma solução que contém a base restante e o sal formado. Como a base é fraca e o ácido foi parcialmente adicionado, teremos uma solução buffer. Para encontrar o pH dessa solução, vamos usar a constante de ionização da base (
) e calcular o
do ácido conjugado.
A relação entre
e
é:
onde
.
Então,
Passo 5
Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH da solução buffer. A fórmula é:
Primeiro, precisamos encontrar as concentrações da base e do sal na solução final.
O volume total da solução é:
Concentração da base restante:
Concentração do sal formado (que é igual à quantidade de ácido adicionado, já que todo o ácido reagiu):
Agora, calculamos o logaritmo:
Calculamos a pKa:
Finalmente, substituímos na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
O pH da solução após adicionar 4,5 mL de ácido é aproximadamente 5,75.
Exercícios relacionados
Considere a titulação de
de solução de
com uma solução de
. Calcular o pH da solução após a adição de
e
da solução padrão de base. Calcular também o pH inicial da solução
. Esboce a curva de titulação.
.
Quais as concentrações de equilíbrio do
,
e
em uma solução
de
? Dado:
e
).
Calcule o pH no ponto de equivalência para titular soluções de
de cada um dos seguintes ácidos com
de NaOH :
a) HCl ;
a) HCl ;
Durante o processo de certificação da qualidade de um laboratório de análise de água, o órgão certificador solicitou a dosagem de chumbo em várias alíquotas de uma amostra padrão de água. Os resultados das análises realizadas em triplicata por três analistas estão listados na tabela abaixo.
Analista | Concentração de
|
||
---|---|---|---|
|
4,85 | 5,02 | 5,15 |
|
4,94 | 5,02 | 5,09 |
|
4,85 | 5,05 | 5,08 |
Sabendo-se que o teor real de
na amostra em questão é de
, qual analista apresentou resultado mais preciso? Justifique sua resposta.