Considere uma titulação de de uma solução de ácido acético em , com uma solução de NaOH em mesma , pede-se:
a) Qual o pH antes da adição da solução de NaOH?
b) Qual o pH após a adição de da solução de NaOH ?
c) Qual o pH no ponto estequiométrico?
d) Qual o pH após a adição de da solução de NaOH ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma titulação envolvendo ácido acético e NaOH, ambos com concentração de . O volume inicial de ácido acético é . A gente vai precisar entender conceitos de pH, reação de neutralização, e como calcular o pH em diferentes pontos da titulação. Vamos resolver cada parte passo a passo.

Passo 2

Qual o pH antes da adição da solução de NaOH?
Primeiro, antes de adicionar o NaOH, temos apenas a solução de ácido acético. O ácido acético ( ) é um ácido fraco, então ele não se ioniza completamente na água. Vamos usar a constante de dissociação ácida ( ) do ácido acético, que é aproximadamente .
A reação de dissociação é:
Assumindo que a concentração inicial de é e que é a concentração de produzida:
Resolvendo para :
Agora, calculamos o pH:

Passo 3

Qual o pH após a adição de da solução de NaOH?
Agora, adicionamos de NaOH à solução de ácido acético. Vamos calcular quantos mols de cada reagente temos:
  • Mols de ácido acético inicialmente:
  • Mols de NaOH adicionados:
A reação é:
Então, após a reação:
  • Mols de restantes:
  • Mols de formados:
O volume total agora é .
Agora, temos uma solução de ácido acético e seu sal, formando um sistema de par conjugado ácido-base. Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Calculando as concentrações:
Então:

Passo 4

Qual o pH no ponto estequiométrico?
O ponto estequiométrico ocorre quando todo o ácido foi neutralizado pelo base, ou seja, quando os mols de NaOH adicionados são iguais aos mols de ácido acético inicial.
  • Mols de inicialmente:
  • Mols de NaOH para neutralizar:
  • Volume de NaOH necessário:
Neste ponto, temos apenas o sal na solução. O sal de um ácido fraco e base forte hidrólise, o que afeta o pH.
A hidrólise de :
Calculamos a constante de hidrólise ( ) usando:
Assumindo que a concentração de é:
Configuramos:
Então, , e calculamos o pOH:
E o pH:

Passo 5

Qual o pH após a adição de da solução de NaOH?
Agora, adicionamos de NaOH. Vamos calcular os mols:
  • Mols de NaOH adicionados:
Mols de ácido acético inicialmente:
A base presente em excesso:
O volume total é .
A solução contém agora apenas excesso de proveniente do NaOH:
Calculamos o pOH:
E o pH:

Resposta

a) pH antes da adição de NaOH: 2,87
b) pH após a adição de de NaOH: 4,74
c) pH no ponto estequiométrico: 8,72
d) pH após a adição de de NaOH: 12,30

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