Qual é o pH no ponto de equivalência quando
de uma solução de anilina
é titulada com uma solução de
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química! A gente tem 50,00 mL de uma solução de anilina (
) com concentração de 0,2000 mol/L e vamos titulá-la com HCl 0,1000 mol/L. Nosso objetivo é encontrar o pH no ponto de equivalência dessa titulação. Para isso, vamos precisar entender sobre ácidos e bases, especialmente sobre como as bases fracas reagem com ácidos fortes.
Passo 2
Primeiro, vamos achar quantos mols de anilina e HCl temos. Usamos a fórmula:
Para a anilina:
Para o HCl:
No ponto de equivalência, os mols de HCl são iguais aos mols de anilina, então:
Passo 3
No ponto de equivalência, toda a anilina foi neutralizada pelo HCl, formando um sal chamado chloridroanilina (
). Esse sal é a base conjugada da anilina. Como a anilina é uma base fraca, o sal formado vai hidrolisar na água, ou seja, vai reagir com a água:
Isso vai gerar íons hidronio (
), fazendo com que a solução seja ácida.
Passo 4
Agora, vamos calcular a concentração do íon
no ponto de equivalência. O volume total da solução é:
A quantidade de mols de
é 0,01000 mol, então a concentração é:
Passo 5
Precisamos encontrar a constante de hidrólise (
) para a chloridroanilina. Sabemos que:
Onde
e
da anilina é
. Então:
Passo 6
Agora, usamos a expressão para
na hidrólise:
Como a hidrólise gera
mol/L de
:
Assumimos que
é pequeno e simplificamos:
Passo 7
Agora, calculamos o pH usando a concentração de
:
Resposta
O pH no ponto de equivalência é aproximadamente 2,89.