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 ?
a) Qual o pH antes da adição da solução de NaOH?
b) Qual o pH após a adição de
c) Qual o pH no ponto estequiométrico?
d) Qual o pH após a adição de
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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