Para a titulação de 25 mL do ácido fórmico (HCOOH) 0,1 mol L^-1 e ka 1,76 times 10^-4 com NaOH 0,1 mol L^-1, calcule o volume do ponto de equivalência e o pH a cada adição da base forte conforme abaixo:
50 mL

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos 25 mL de ácido fórmico ( ) com concentração de e constante de dissociação ácida ( ) igual a . Vamos titular esse ácido com hidróxido de sódio ( ) também com concentração de . Precisamos calcular o volume de no ponto de equivalência e o pH após a adição de da base forte. Para resolver isso, vamos precisar aplicar conceitos de titulação ácido-base, cálculo de equivalência e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o volume de nHCOOH = CHCOOH times VHCOOH = 0,1 , mol/L times 0,025 , L = 0,0025 , mol necessário para atingir o ponto de equivalência. No ponto de equivalência, a quantidade de moles de ácido é igual à quantidade de moles de base adicionada.
A quantidade de moles de nNaOH = 0,0025 , mol é:
VNaOH = nNaOHCNaOH = 0,0025 , mol0,1 , mol/L = 0,025 , L = 25 , mL
Como a concentração de é igual, a quantidade de para neutralizar é a mesma:
Agora, calculamos o volume de :
Então, o ponto de equivalência ocorre quando adicionamos de .

Passo 3

Agora vamos calcular o pH após a adição de nNaOH , adicionados = CNaOH times VNaOH , adicionados = 0,1 , mol/L times 0,050 , L = 0,005 , mol de nNaOH , excesso = 0,005 , mol - 0,0025 , mol = 0,0025 , mol . Primeiro, observamos que [OH^-] = nNaOH , excessoVtotal = 0,0025 , mol0,075 , L = 0,0333 , mol/L é o dobro do volume no ponto de equivalência ( pOH = -log [OH^-] = -log (0,0333) approx 1,48 ). Isso significa que a base foi adicionada em excesso, então temos uma solução básica após a titulação.
Vamos calcular a quantidade de moles de pH = 14 - pOH = 14 - 1,48 = 12,52 adicionados:
No ponto de equivalência ( ), temos de neutralizados. Portanto, o excesso de é:
Agora, calculamos a concentração de na solução. O volume total da solução após adicionar de aos de é ou .
Agora, calculamos o pOH:
E finalmente, o pH:

Resposta

O volume no ponto de equivalência é de de . Após a adição de da base forte, o pH da solução é aproximadamente .

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