Supondo que 50,00 mL de uma solução de NaOH em cA 0,1000 mol L^-1 foi titulada com uma solução de HCl em mesma cA, pede-se: Calcule o pH da solução de NaOH antes de iniciar a titulação e durante a titulação, após a adição de 10, 00 ; 25,00 ; 49,9 ; 50,00 ; 50,10 ; 75,00 e 100,0 mL da solução de HCl .

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem 50,00 mL de uma solução de NaOH com concentração de 0,1000 mol/L que está sendo titulada com HCl, também com a mesma concentração. Nosso objetivo é calcular o pH da solução de NaOH antes da titulação e depois em vários pontos conforme adicionamos HCl: 10,00 mL; 25,00 mL; 49,9 mL; 50,00 mL; 50,10 mL; 75,00 mL e 100,0 mL. Para resolver isso, vamos precisar entender como reagem o NaOH e o HCl, calcular as quantidades de mols envolvidos e aplicar as fórmulas de pH adequadas para cada situação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de NaOH temos na solução inicial. Sabemos que:
Mols = Concentração times Volume = 0,1000 , mol/L times 0,0500 , L = 0,00500 , mols çã
Isso significa que temos 0,00500 mols de NaOH no início.

Passo 3

Antes de começar a titulação, ou seja, sem adicionar HCl, a solução é apenas NaOH, que é uma base forte. Para achar o pH, primeiro encontramos a concentração de íons hidroxila [OH^-] = Mols de NaOHVolume total em litros = 0,00500 , mols0,0500 , L = 0,1000 , mol/L :
pOH = -log (0,1000) = 1,000
Como pH = 14 - 1,000 = 13,000 , temos:
E sabemos que , então:

Passo 4

Agora, vamos adicionar HCl em diferentes volumes e calcular o pH em cada etapa. Primeiro, precisamos entender que HCl e NaOH reagem na proporção 1:1 formando NaCl e água:
HCl + NaOH NaCl + H2O
Isso significa que 1 mol de HCl neutraliza 1 mol de NaOH.

Passo 5

Depois de adicionar 10,00 mL de HCl:
  1. Calcular os mols de HCl adicionados:
Mols de HCl = 0,1000 , mol/L times 0,01000 , L = 0,001000 , mols
  1. Neutralizar parte do NaOH:
Mols de NaOH restantes = 0,00500 - 0,00100 = 0,00400 , mols
  1. O volume total é 50,00 mL + 10,00 mL = 60,00 mL = 0,06000 L.
  2. Calcular a nova concentração de [OH^-] = 0,00400 , mols0,06000 , L approx 0,06667 , mol/L :
pOH = -log (0,06667) approx 1,176
  1. Encontrar o pOH e depois o pH:
pH = 14 - 1,176 = 12,824

Passo 6

Depois de adicionar 25,00 mL de HCl:
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,02500 , L = 0,00250 , mols
  1. Mols de NaOH restantes:
0,00500 - 0,00250 = 0,00250 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 25,00 = 75,00 mL = 0,07500 L.
  2. 0,002500,07500 approx 0,03333 , mol/L :
pOH = -log (0,03333) approx 1,477
  1. pOH e pH:
pH = 14 - 1,477 = 12,523

Passo 7

Depois de adicionar 49,9 mL de HCl:
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,0499 , L = 0,00499 , mols
  1. Mols de NaOH restantes:
0,00500 - 0,00499 = 0,00001 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 49,9 = 99,9 mL = 0,0999 L.
  2. 0,000010,0999 approx 0,0001001 , mol/L :
pOH = -log (0,0001001) approx 4,000
  1. pOH e pH:
pH = 14 - 4,000 = 10,000

Passo 8

Depois de adicionar 50,00 mL de HCl (ponto de equivalência):
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,05000 , L = 0,00500 , mols
  1. Todos os mols de NaOH são neutralizados:
0,00500 - 0,00500 = 0,00000 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 50,00 = 100,00 mL = 0,10000 L.
  2. Neste ponto, temos apenas a solução de sal NaCl em água, que é neutra. Então:
pH = 7,000

Passo 9

Depois de adicionar 50,10 mL de HCl:
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,05010 , L = 0,005010 , mols
  1. Mols de HCl em excesso:
0,005010 - 0,00500 = 0,000010 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 50,10 = 100,10 mL = 0,10010 L.
  2. 0,0000100,10010 approx 0,0000999 , mol/L :
pH = -log (0,0000999) approx 4,000
  1. pH:

Passo 10

Depois de adicionar 75,00 mL de HCl:
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,07500 , L = 0,00750 , mols
  1. Mols de HCl em excesso:
0,00750 - 0,00500 = 0,00250 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 75,00 = 125,00 mL = 0,12500 L.
  2. 0,002500,12500 = 0,02000 , mol/L :
pH = -log (0,02000) approx 1,698
  1. pH:

Passo 11

Depois de adicionar 100,0 mL de HCl:
  1. Mols de HCl:
0,1000 , mol/L times 0,1000 , L = 0,01000 , mols
  1. Mols de HCl em excesso:
0,01000 - 0,00500 = 0,00500 , mols
  1. Volume total: 50,00 + 100,0 = 150,00 mL = 0,15000 L.
  2. 0,005000,15000 approx 0,03333 , mol/L :
pH = -log (0,03333) approx 1,477
  1. pH:

Resposta

O pH da solução de NaOH antes da titulação é 13,00. Durante a titulação, os pH nos diferentes volumes de HCl adicionados são:
  • Após 10,00 mL de HCl: pH ≈ 12,82
  • Após 25,00 mL de HCl: pH ≈ 12,52
  • Após 49,9 mL de HCl: pH ≈ 10,00
  • Após 50,00 mL de HCl: pH = 7,00
  • Após 50,10 mL de HCl: pH ≈ 4,00
  • Após 75,00 mL de HCl: pH ≈ 1,70
  • Após 100,0 mL de HCl: pH ≈ 1,48

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