Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 12.1 - Ex. 38
Abaixo está a curva de titulação da neutralização de de uma solução de uma base com um ácido monoprótico forte. Responda as seguintes questôes sobre a reação e explique seu raciocínio em cada caso. (a) A base é forte ou fraca? (b) Qual é a concentração inicial de íons hidróxido da base? (c) Qual é o da base? (d) Qual é a concentração inicial da base? (e) Qual é a concentração de ácido no titulante? (f) Use a Tabela 12.3 para selecionar um indicador para a titulação.
Passo 1
a) A base usada na titulação é uma base fraca. Esta suposição é feita com base nas seguintes observações (características da titulação de uma base fraca com um ácido forte).
• O pH inicial (antes da adição de qualquer ácido forte) é menor que a titulação de uma base forte.
• Há uma queda acentuada no pH no início da titulação.
• Após a queda acentuada no início da titulação, a curva muda apenas gradualmente.
• No ponto estequiométrico, o pH
• A parte íngreme da curva antes do ponto estequiométrico é curta.
Assim, a base é uma base fraca.
Passo 2
b) No gráfico, o pH inicial de uma solução básica fraca é quase 10.
Portanto, a concentração inicial de íons hidróxido da base é .
Passo 3
c) é obtido de . O é determinado a partir do gráfico. é o onde o base é 50% ionizado e 50% não ionizado. Ou seja, o na metade do ponto estequiométrico é igual a . No ponto estequiométrico a meio caminho, o da solução é quase igual a .
Portanto, o da base é
Passo 4
d) A reação de equilíbrio para a base fraca pode ser escrita da seguinte maneira
Uma tabela de equilíbrio químico para a reação dada pode ser escrita como:
Da parte (b)
Portanto,
Da parte (c),
Assim, a constante de dissociação da base para a base fraca pode ser escrita como:
O no denomidaror pode ser desconsiderado, pois é muito pequeno comparado a concentração inicial do acído.
Portanto, a concentração inicial da base é .
Passo 5
e) Na parte (d), a concentração inicial da base é . O número de mols presentes em da base é:
Assim, o número de mols de ácido necessário para neutralizar completamente a base . No gráfico, o volume de ácido no ponto estequiométrico é de aproximadamente .
Assim, a concentração de ácido no titulante
Assim, a concentração de ácido no titulante é .
Passo 6
f) O indicador deve ser selecionado de forma que a do indicador esteja dentro de cerca de unidade de do ponto estequiométrico. De uma forma mais simples, deve-se escolher um indicador cuja zona de viragem inclua, ou que seja o mais próximo possível, do no ponto de equivalência. No gráfico, o no ponto estequiométrico é quase .
Portanto, o vermelho de metila é o indicador adequado para a titulação.
Resposta
a) Base Fraca
b)
c)
d)
e) concentração da base no titulante =
f) Vermelho de Metila