Trace uma curva de titulação de uma solução de
de
usando uma solução de
de NaOH . Foi usado 10 mL da solução de ácido fosfórico e no Erlenmeyer foi acrescentado 40 mL de água. Com base no pKa do
dado na questão 12 explique por que não é perceptível na curva de titulação, usando este sistema, o pKa3.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para traçarmos a curva de titulação de uma solução de ácido fosfórico (
) com concentração de
, usando uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) também com concentração de
. Além disso, sabemos que usamos 10 mL da solução de ácido fosfórico e adicionamos 40 mL de água no Erlenmeyer. Vamos precisar entender o conceito de titulação ácido-base, as etapas de dissociação do
e como isso se reflete na curva de titulação, especialmente em relação aos valores de
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o ácido fosfórico (
) é um ácido triprótico, ou seja, pode doar três prótons (H⁺) em três etapas diferentes. Cada doação de próton tem um
correspondente:
,
e
. Esses valores nos dizem a força do ácido em cada etapa de dissociação.
Passo 3
Para traçar a curva de titulação, precisamos calcular o pH da solução em diferentes pontos durante a adição de NaOH. Como a concentração de NaOH e
são iguais (
), a equivalência ocorrerá quando a quantidade de NaOH adicionada for igual à quantidade de prótons disponíveis para serem neutralizados.
Passo 4
Calculando a quantidade de matéria, temos que em 10 mL de
a quantidade de moles de
é:
Como cada molécula de
pode doar até 3 prótons, temos no total
de H⁺ disponíveis.
Passo 5
Adicionando 40 mL de água no Erlenmeyer, o volume total da solução passa a ser 10 mL (ácido) + 40 mL (água) = 50 mL. A concentração inicial de
na solução diluída será:
Passo 6
Agora, ao adicionar NaOH, cada mol de NaOH vai reagir com um mol de H⁺. Vamos considerar diferentes pontos de adição de NaOH: antes do primeiro ponto de equivalência, entre os pontos de equivalência, e após todos os pontos de equivalência.
Passo 7
Para cada intervalo, calculamos o pH usando as fórmulas de equilíbrio ácido-base apropriadas, levando em conta o
correspondente. Por exemplo, no primeiro intervalo, usamos
para calcular o pH, no segundo,
, e assim por diante.
Passo 8
Na curva de titulação, cada
corresponde a uma região onde o pH muda mais lentamente, formando um tampão. No entanto, o
não é perceptível nessa curva devido à baixa concentração do ácido e ao fato de que a diferença entre os volumes de equivalência é muito pequena para que esse terceiro tampão seja visível.
Resposta
A curva de titulação do
com NaOH apresenta dois pontos de equivalência correspondentes a
e
. O
não é perceptível nessa curva porque, com a baixa concentração das soluções utilizadas e a adição de água, a variação de pH na terceira etapa de dissociação é muito pequena, tornando o terceiro tampão praticamente invisível na representação gráfica.
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Defina: Titulação direta e retrotitulação
Dadas as equações, determine
.
Dadas as curvas paramétricas, encontre
em termos de
.
e