Suponha que estamos titulando uma solução na qual o analito é de de (aq) e o titulante é de NaOH (aq). Calcule o pH da mistura nos seguinte pontos:

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de titulometria envolvendo ácido sulfúrico ( ) e hidróxido de sódio (NaOH). O objetivo é calcular o pH da mistura em diferentes pontos durante a titulação. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de neutralização ácido-base, cálculos de concentração e o uso da equação do pH. Vamos dividir isso passo a passo.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
  • Volume do ácido sulfúrico ( ):
  • Concentração do :
  • Concentração do NaOH:
Como é um ácido diprótico (ou seja, libera 2 prótons por molécula), precisamos considerar essa característica na neutralização.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de presente:
çã
Como cada molécula de libera 2 , o total de mols de é:

Passo 4

Agora, consideramos que o NaOH também tem concentração de . Vamos analisar diferentes pontos da titulação:
  1. Antes do ponto de equivalência:
    • Menos mols de NaOH do que necessários para neutralizar todo o ácido.
  2. No ponto de equivalência:
    • Mols de NaOH exatamente suficientes para neutralizar o ácido.
  3. Após o ponto de equivalência:
    • Mais mols de NaOH do que o necessário para neutralizar o ácido, criando um excesso de .

Passo 5

1. Antes do ponto de equivalência:
Suponha que adicionamos de NaOH. A quantidade de mols de NaOH adicionada é:
Como libera 2 , a reação de neutralização é:
Logo, para cada mol de , precisamos de 2 mols de NaOH.
Antes do ponto de equivalência, haverá excesso de , então podemos calcular o pH usando:
çã
2. No ponto de equivalência:
Aqui, a quantidade de NaOH adicionada neutraliza exatamente o ácido. Portanto:
A solução resultante será neutra (pH 7) se considerarmos apenas a neutralização. No entanto, como é um ácido forte, o pH pode ser ligeiramente abaixo de 7 devido à hidratação dos íons.
3. Após o ponto de equivalência:
Aqui, há excesso de NaOH. A concentração de pode ser calculada e então converter para pH usando:

Passo 6

Vamos agora calcular numericamente cada ponto. Suponha que adicionamos:
  1. Antes do ponto de equivalência: de NaOH
  2. No ponto de equivalência: de NaOH
  3. Após o ponto de equivalência: de NaOH
1. Antes do ponto de equivalência ( de NaOH):
2. No ponto de equivalência ( de NaOH):
3. Após o ponto de equivalência ( de NaOH):

Resposta

  • Antes do ponto de equivalência: pH ≈ 0,94
  • No ponto de equivalência: pH ≈ 7,00
  • Após o ponto de equivalência: pH ≈ 12,22

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