Considere-se a titulação de 50 mL de solução de HCL 1.5 times 10^-1 mol L^-1 com uma solução de NaOH 1 times 10^-2 mol… ^-1. Calcular o pH da solução após a adição de 25 mL, 50 e 100 mL da solução padrão de base. Calcular o pH inicial da solução (Vb=0 mL)

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício de titulação envolvendo ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH). O enunciado nos pede para calcular o pH da solução inicial e após a adição de 25 mL, 50 mL e 100 mL de NaOH padrão. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de molaridade, calculo de moles, e como o pH é determinado em diferentes pontos da titulação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o pH inicial da solução de HCl antes de adicionar qualquer NaOH (Vb = 0 mL). Sabemos que HCl é um ácido forte, o que significa que ele se dissocia completamente na água:
HCl H^+ + Cl^-
A concentração de H será igual à concentração de HCl.

Passo 3

Vamos calcular a concentração de H Concentração de H^+ = 1.5 times 10^-1 , mol cdot L^-1 na solução inicial:
pH = -log [H^+] çã
Agora, usamos a fórmula do pH:
pH = -log (1.5 times 10^-1)
Substituindo:

Passo 4

Calculando o pH inicial:
pH = -log (0.15) approx 0.82

Passo 5

Agora, vamos para as adições de NaOH. Primeiro, precisamos calcular os moles de HCl e NaOH envolvidos em cada etapa.
Moles de HCl:
Volume = 50 , mL = 0.050 , L
Mo<=s de HCl = 1.5 times 10^-1 , mol cdot L^-1 times 0.050 , L = 7.5 times 10^-3 , mol
Moles de NaOH adicionados:
Mo<=s de NaOH = 1 times 10^-2 , mol cdot L^-1 times V , (L)
Onde é o volume de NaOH adicionado.

Passo 6

a) Adição de 25 mL de NaOH
V = 25 , mL = 0.025 , L
Mo<=s de NaOH = 1 times 10^-2 times 0.025 = 2.5 times 10^-4 , mol
A reação é:
HCl + NaOH NaCl + H2O
Como HCl e NaOH reagem na proporção 1:1, a quantidade de H Mo<=s restantes de H^+ = 7.5 times 10^-3 - 2.5 times 10^-4 = 7.25 times 10^-3 , mol que resta após a reação é:
Vtotal = 50 , mL + 25 , mL = 75 , mL = 0.075 , L
Agora, o volume total da solução é:
[H^+] = 7.25 times 10^-30.075 approx 9.67 times 10^-2 , mol cdot L^-1
A concentração de H pH = -log (9.67 times 10^-2) approx 1.01 :
Agora, calculamos o pH:

Passo 7

b) Adição de 50 mL de NaOH
V = 50 , mL = 0.050 , L
Mo<=s de NaOH = 1 times 10^-2 times 0.050 = 5.0 times 10^-4 , mol
Moles de H 7.5 times 10^-3 - 5.0 times 10^-4 = 7.0 times 10^-3 , mol restantes:
Vtotal = 50 + 50 = 100 , mL = 0.100 , L
Volume total:
[H^+] = 7.0 times 10^-30.100 = 7.0 times 10^-2 , mol cdot L^-1
Concentração de H pH = -log (7.0 times 10^-2) approx 1.15 :
pH:

Passo 8

c) Adição de 100 mL de NaOH
V = 100 , mL = 0.100 , L
Mo<=s de NaOH = 1 times 10^-2 times 0.100 = 1.0 times 10^-3 , mol
Moles de H 7.5 times 10^-3 - 1.0 times 10^-3 = 6.5 times 10^-3 , mol restantes:
Vtotal = 50 + 100 = 150 , mL = 0.150 , L
Volume total:
[H^+] = 6.5 times 10^-30.150 approx 4.33 times 10^-2 , mol cdot L^-1
Concentração de H pH = -log (4.33 times 10^-2) approx 1.36 :
pH:

Resposta

  • pH inicial (Vb = 0 mL): aproximadamente 0.82
  • pH após a adição de 25 mL de NaOH: aproximadamente 1.01
  • pH após a adição de 50 mL de NaOH: aproximadamente 1.15
  • pH após a adição de 100 mL de NaOH: aproximadamente 1.36

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