Esboce a curva de titulação de pH vs. volume de titulante para uma titulação de 25 mL ácido clorídrico com solução padronizada de hidróxido de sódio 0,1 calculando seus valores para os volumes a) , b) , d) 10 mL, e) 15 mL, f) , h) 50 mL

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação juntos! A gente tem 25 mL de ácido clorídrico (HCl) com concentração 0,1 mol/L sendo titulado com hidróxido de sódio (NaOH) também a 0,1 mol/L. Nosso objetivo é calcular o pH em diferentes volumes de NaOH adicionados. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, como concentração de íons H⁺, e a fórmula do pH:

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantas moles de HCl a gente tem inicialmente. A fórmula para moles é:
çã
Então,

Passo 3

Agora, para cada volume de NaOH adicionado, vamos calcular as moles de NaOH:
çã
Vamos fazer isso para cada caso: 0,0 mL; 2,0 mL; 5,0 mL; 10 mL; 15 mL; 25 mL; 30 mL; e 50 mL.

Passo 4

Depois de saber as moles de NaOH, vamos ver se ainda tem HCl sobrando, se está no ponto de equivalência ou se tem excesso de NaOH. A reação é:
Isso significa que HCl e NaOH se neutralizam numa proporção 1:1.

Passo 5

Com as moles restantes, vamos calcular a concentração de íons H⁺ ou OH⁻ no novo volume total da solução. O pH é calculado com base na concentração de H⁺:
Se tiver excesso de NaOH, a concentração de OH⁻ é calculada primeiro, e depois podemos achar o pH usando:

Passo 6

Vamos aplicar isso passo a passo para cada volume de NaOH:
a) 0,0 mL:
  • Moles de NaOH adicionados: 0
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 mol
  • Volume total: 25 mL (0,025 L)
  • [H⁺] = 0,0025 mol / 0,025 L = 0,1 mol/L
  • pH = -log(0,1) = 1
b) 2,0 mL:
  • Moles de NaOH: 0,002 L × 0,1 = 0,0002 mol
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 - 0,0002 = 0,0023 mol
  • Volume total: 25 + 2 = 27 mL (0,027 L)
  • [H⁺] = 0,0023 / 0,027 ≈ 0,085 mol/L
  • pH ≈ 1,07
c) 5,0 mL:
  • Moles de NaOH: 0,005 L × 0,1 = 0,0005 mol
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 - 0,0005 = 0,002 mol
  • Volume total: 25 + 5 = 30 mL (0,030 L)
  • [H⁺] = 0,002 / 0,030 ≈ 0,0667 mol/L
  • pH ≈ 1,18
d) 10 mL:
  • Moles de NaOH: 0,010 L × 0,1 = 0,001 mol
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 - 0,001 = 0,0015 mol
  • Volume total: 25 + 10 = 35 mL (0,035 L)
  • [H⁺] = 0,0015 / 0,035 ≈ 0,0429 mol/L
  • pH ≈ 1,37
e) 15 mL:
  • Moles de NaOH: 0,015 L × 0,1 = 0,0015 mol
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 - 0,0015 = 0,001 mol
  • Volume total: 25 + 15 = 40 mL (0,040 L)
  • [H⁺] = 0,001 / 0,040 = 0,025 mol/L
  • pH ≈ 1,60
f) 25 mL:
  • Moles de NaOH: 0,025 L × 0,1 = 0,0025 mol
  • Moles de HCl restantes: 0,0025 - 0,0025 = 0 mol
  • Volume total: 25 + 25 = 50 mL (0,050 L)
  • No ponto de equivalência, a solução é neutra.
  • pH = 7
g) 30 mL:
  • Moles de NaOH: 0,030 L × 0,1 = 0,003 mol
  • Moles de NaOH em excesso: 0,003 - 0,0025 = 0,0005 mol
  • Volume total: 25 + 30 = 55 mL (0,055 L)
  • [OH⁻] = 0,0005 / 0,055 ≈ 0,0091 mol/L
  • pH = 14 - (-log(0,0091)) ≈ 14 - 2,04 = 11,96
h) 50 mL:
  • Moles de NaOH: 0,050 L × 0,1 = 0,005 mol
  • Moles de NaOH em excesso: 0,005 - 0,0025 = 0,0025 mol
  • Volume total: 25 + 50 = 75 mL (0,075 L)
  • [OH⁻] = 0,0025 / 0,075 = 0,0333 mol/L
  • pH = 14 - (-log(0,0333)) ≈ 14 - 1,48 = 12,52

Resposta

a) 0,0 mL → pH = 1
b) 2,0 mL → pH ≈ 1,07
c) 5,0 mL → pH ≈ 1,18
d) 10 mL → pH ≈ 1,37
e) 15 mL → pH ≈ 1,60
f) 25 mL → pH = 7
g) 30 mL → pH ≈ 11,96
h) 50 mL → pH ≈ 12,52

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a) 22,8 .
b) 25,8 .
c) 27,8 .
d) 21,8 .
e) 26,8 .