A destilação seca da madeira gera como um dos sub-produtos, uma mistura de compostos denominada ácido pirolenhoso (AP). Admite-se que essa mistura pode ser tratada como ácido acético, ou seja, é utilizada a massa molar do ácido acético para calcular o teor do AP, e o mesmo valor de pH no ponto estequiométrico em titulações ácido-base. A destilação de 250 kg de uma amostra de madeira gerou 1,75 L de AP. Uma alíquota de 5,00 mL dessa amostra, foi diluída em um balão volumétrico de , sendo retirada uma segunda alíquota de que foi titulada com solução de NaOH em , sendo gasto um volume de da solução alcalina. Pede-se:
a) Qual a \% (m/v) de AP, calculada como ácido acético na amostra original?
b) Qual o pH inicial (antes da primeira adição de NaOH ) e no ponto estequiométrico, considerando a titulação como ácido acético?
c) Qual dos três indicadores seria mais apropriado para a titulação: Ind. A ; Ind. B ; Ind. C . Explique sua escolha.
Passo 1
Vamos resolver um exercício que envolve cálculos de química, especificamente sobre titulação ácido-base e determinação da concentração de um ácido em uma mistura. Para isso, vamos precisar entender conceitos de massa molar, diluição, equações de titulação e propriedades de indicadores ácido-base.
Passo 2
**Parte a)**: Queremos encontrar a porcentagem em massa/volume (% (m/v)) de ácido pirolenhoso (AP) na amostra original, considerando que o AP se comporta como ácido acético com massa molar de .
Passo 3
Primeiro, vamos calcular a quantidade de substância de NaOH usada na titulação. Sabemos que o volume de NaOH utilizado foi de com concentração .
Passo 4
Na reação de titulação ácido-base, a quantidade de mols de ácido (AP) é igual aos mols de NaOH usados:
Passo 5
Agora, vamos encontrar a massa de AP na alíquota de :
Passo 6
Essa massa está presente na alíquota de da solução diluída de . Para encontrar a massa na amostra diluída:
Passo 7
A amostra original de AP era . Vamos calcular a porcentagem (m/v):
Passo 8
**Resposta da parte a)**:
A porcentagem (m/v) de ácido pirolenhoso (AP) na amostra original é aproximadamente **0,126% (m/v)**.
Passo 9
**Parte b)**: Precisamos determinar o pH inicial da solução antes da adição de NaOH e o pH no ponto estequiométrico da titulação, considerando o AP como ácido acético.
Passo 10
O ácido acético ( ) é um ácido fraco, que se dissocia parcialmente na água:
O pH inicial pode ser calculado usando a constante de dissociação ( ) do ácido acético, que é .
Passo 11
Primeiro, vamos calcular a concentração inicial de ácido na solução diluída. Sabemos que temos de AP em :
Passo 12
Usando a expressão do :
Assumindo que é a concentração de dissociada:
Passo 13
No ponto estequiométrico da titulação, todo o ácido foi neutralizado, formando o sal . Como o sal de um ácido fraco com base forte é uma base conjugada, o pH será básico e pode ser calculado usando a constante de hidrólise ( ).
A concentração de no ponto estequiométrico é igual à concentração inicial de ácido:
Usando a expressão do :
Passo 14
**Resposta da parte b)**:
- O pH inicial da solução é aproximadamente **3,21**.
- No ponto estequiométrico da titulação, o pH é aproximadamente **8,03**.
Passo 15
**Parte c)**: Precisamos escolher o indicador mais apropriado para a titulação entre três opções, considerando suas constantes de dissociação ácida ( ).
Os indicadores mudam de cor próximo ao seu pKa. Para uma titulação ácido-fraco com base forte, o ponto de equivalência está em pH básico (cerca de 8,03). Portanto, devemos escolher um indicador cujo pKa seja próximo desse pH.
Vamos verificar os pKa dos indicadores:
- Indicador A:
- Indicador B:
- Indicador C:
Passo 16
O indicador B tem , que está próximo ao pH do ponto de equivalência . Isso significa que sua faixa de mudança de cor abrange o pH desejado.
Passo 17
**Resposta da parte c)**:
O indicador mais apropriado é o **Indicador B** ( ), pois sua faixa de mudança de cor está próxima ao pH do ponto estequiométrico da titulação.
# Fim
Resposta
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