Considere a titulação de 50,00 mL de
x10
) com HCl 0,1000 mol/L. Qual 0 pH no P.E.? Baseando-se na Tabela abaixo, selecione o indicador mais apropriado para acompanhar essa titulação. Justifique sua escolha.
Indicador | A | B | C |
---|---|---|---|
pK indicador | 3,8 |
|
5,0 |
Faixa de transição real (pH) |
|
|
|
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a titulação de 50,00 mL de
com concentração de
mol/L e
, usando HCl também
mol/L. A gente precisa descobrir o pH no ponto de equivalência (PE) e escolher o indicador mais apropriado para essa titulação com base na tabela fornecida. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio ácido-base, cálculo de pH em PE e entender como escolher um indicador adequado.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar o volume de HCl necessário para alcançar o ponto de equivalência. Como as concentrações de
e HCl são iguais, o volume de HCl será igual ao volume de
.
Passo 3
No ponto de equivalência, todo o
foi neutralizado pelo HCl, formando
e
. A espécie que determina o pH é o
, que é um ácido conjugado. Vamos calcular a concentração de
resultante.
Como o volume total é
e a quantidade de mol de
é:
Então, a concentração de
no total de 100,00 mL é:
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o
para o
, sabendo que
do
é
. Usamos a relação:
Passo 5
Com o
conhecido, podemos calcular o pH usando a fórmula para ácidos fracos:
No ponto de equivalência, não temos ácido não dissociado, apenas o
em solução aquosa. Então, usamos a equação para ácidos fracos:
Passo 6
Agora que temos o pH no ponto de equivalência, que é aproximadamente
, vamos escolher o indicador mais adequado. Olhando para a tabela:
- Indicador A: pK = 3,8, faixa de transição pH 3,0 - 4,6
- Indicador B: pK = 9,3, faixa de transição pH 8,0 - 10,0
- Indicador C: pK = 5,0, faixa de transição pH 4,4 - 6,2
Como o pH no PE é
, o indicador que melhor cobre essa faixa é o Indicador C, que tem uma faixa de transição de
a
. Ele mudará de cor exatamente quando alcançarmos o pH do ponto de equivalência, proporcionando uma indicação clara do término da titulação.
Resposta
O pH no ponto de equivalência é aproximadamente
. O indicador mais apropriado para essa titulação é o Indicador C, pois sua faixa de transição (
a
) abrange o pH do PE (
), garantindo uma mudança de cor precisa no momento certo.