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.
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de titulação onde vamos misturar uma solução de ácido clorídrico (HCl) com uma de hidróxido de sódio (NaOH). A ideia é descobrir o pH da solução em diferentes etapas da adição da base. Vamos usar conceitos de química de ácido-base e as fórmulas para calcular o pH. Precisaremos calcular as quantidades de ácido e base, ver se sobra algum deles e, com isso, determinar o pH.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantas mols de HCl temos na solução inicial. A fórmula para isso é:
Aqui, a concentração de HCl é
e o volume é 50,00 mL (que é 0,050 L).
Passo 3
Agora, vamos ver quantas mols de NaOH estamos adicionando em cada etapa. A concentração de NaOH também é
.
Para 25,00 mL (0,025 L):
Para 50,00 mL (0,050 L):
Para 100,00 mL (0,100 L):
Passo 4
Vamos analisar cada caso:
- Vb = 0 mL: Só temos HCl, sem adição de NaOH.
- Vb = 25 mL: Adicionamos 0,0025 mol de NaOH.
- Vb = 50 mL: Adicionamos exatamente os 0,005 mol de NaOH, que é igual aos mols de HCl.
- Vb = 100 mL: Adicionamos mais NaOH que o necessário para neutralizar o HCl.
Passo 5
Agora, vamos calcular o que acontece em cada etapa:
-
Vb = 0 mL:
- Mols de HCl: 0,005 mol
- Mols de NaOH: 0 mol
- O ácido não foi neutralizado, então a solução é ácida.
-
Vb = 25 mL:
- Mols de HCl: 0,005 mol
- Mols de NaOH: 0,0025 mol
- Ainda sobra 0,0025 mol de HCl não neutralizado.
-
Vb = 50 mL:
- Mols de HCl: 0,005 mol
- Mols de NaOH: 0,005 mol
- A quantidade de base é igual à do ácido, então a solução fica neutra.
-
Vb = 100 mL:
- Mols de HCl: 0,005 mol
- Mols de NaOH: 0,010 mol
- Agora, temos excesso de 0,005 mol de NaOH.
Passo 6
Vamos calcular o pH para cada caso:
-
Vb = 0 mL:
- Só HCl na solução.
- Concentração de H⁺ =
- pH =
-
Vb = 25 mL:
- Sobra 0,0025 mol de HCl.
- Volume total = 50 mL + 25 mL = 75 mL = 0,075 L
- Concentração de H⁺ =
- pH =
-
Vb = 50 mL:
- Neutralização completa.
- pH = 7,0 (solução neutra)
-
Vb = 100 mL:
- Excesso de 0,005 mol de NaOH.
- Volume total = 50 mL + 100 mL = 150 mL = 0,150 L
- Concentração de OH⁻ =
- pOH =
- pH = 14 - pOH = 12,52
Resposta
Após os cálculos, os valores de pH são:
- pH inicial (Vb = 0 mL): 1,0
- pH após adicionar 25,00 mL de NaOH: 1,48
- pH no ponto de equivalência (Vb = 50,00 mL): 7,0
- pH após adicionar 100,00 mL de NaOH: 12,5
Além disso, a curva de titulação apresenta uma descida inicial do pH até 1,0, aumenta para 1,48 com a adição de 25 mL, alcança 7,0 no ponto de equivalência e sobe até 12,5 com excedente de base.
Exercícios relacionados
Quais as concentrações de equilíbrio do
,
e
em uma solução
de
? Dado:
e
).
Quantos algarismos significativos há em (a) 17,35 ; (b) 240 e © 0,01050 ?
Considere a titulação de
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. Determine o pH quando o volume de ácido for
. Dado:
da base
5,73 .
Calcule o pH no ponto de equivalência para titular soluções de
de cada um dos seguintes ácidos com
de NaOH :
a) HCl ;
a) HCl ;