Um químico preparou uma solução aquosa de ácido butanóico
,
) na concentração de
. Uma alíquota de 50 mL desta solução foi titulada com
. Qual o pH no ponto de equivalência? Agora calcule o pH após a adição de (a)
, (b)
, ©
; (d)
e (e)
de NaOH .
,
Boa Prova!
Boa Prova!
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular o pH de uma solução de ácido butanóico em diferentes situações durante uma titulação com NaOH. A gente vai precisar entender sobre ácidos e bases, titulação e como calcular o pH em diferentes pontos da titulação. Vamos precisar das constantes de dissociação ácida (
) e da constante de ionização da água (
), além de saber como calcular a quantidade de mols de ácido e base envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar o volume de NaOH necessário para alcançar o ponto de equivalência. Temos 50 mL de ácido butanóico 0,10 M e vamos titular com NaOH 0,20 M.
A reação é:
Para encontrar o volume de NaOH no ponto de equivalência, igualamos os mols de ácido aos mols de base:
Então, o ponto de equivalência ocorre quando adicionamos 25,0 mL de NaOH.
Passo 3
No ponto de equivalência, todo o ácido foi neutralizado, formando o íon butanoato (
). Esse íon é uma base conjugada e vai reagir com a água (hidrólise), afetando o pH da solução.
A reação de hidrólise é:
Para calcular o pH, precisamos encontrar o
da base conjugada. Sabemos que:
Agora, montamos a expressão do
:
Assumindo que
é a concentração de
formada:
Como
é muito pequeno, podemos desconsiderar
em relação a
:
Primeiro, precisamos encontrar a concentração de
:
Como
, podemos encontrar o
:
E o pH:
Passo 4
Agora, vamos calcular o pH no ponto de equivalência:
Passo 5
Prontinho! Resumindo:
Resposta: O pH no ponto de equivalência é aproximadamente 8,82.