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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 14.Questões e Problemas - Ex. 43a

Calcular o pH após a adição de 0,00; 5,00; 15,00; 25,00; 40,00; 49,00; 50,00; 51,00; 55,00; e 60,00 mL de reagente na titulação de 50,00 mL de:

  1. cloreto de anilina 0,1000   m o l   L - 1 com N a O H   0,1000   m o l   L - 1 .

Construa as curvas de titulação com os dados.

Passo 1

Olá galerinha, prontos para resolvermos este exercício? Então vamos lá!

Em uma solução aquosa, a dissociação do sal para formar C l - e C 6 H 5 N H 3 + é completa. O ácido fraco C 6 H 5 N H 3 + se dissocia da seguinte maneira:

C 6 H 5 N H 3 + + H 2 O ⇌ C 6 H 5 N H 2 + H 3 O +

O valor da constante de dissociação ácida ( K a ) é encontrado no Apêndice 3:

K a = H 3 O + [ C 6 H 5 N H 2 ] [ C 6 H 5 N H 3 + ] = 2,51 ∙ 10 - 5

Primeiramente iremos calcular sem adição de reagente. Então conseguimos calcular a concentração de H 3 O + para uma solução 0,1000   m o l   L - 1 do cloreto de anila, pela seguinte equação:

H 3 O + = K a ∙ c H A = 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ 0,1000 = 1,58 ∙ 10 - 3   m o l / L

Com isso conseguimos calcular o valor do pH:

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 1,58 ∙ 10 - 3 = 2,80

Passo 2

Para os volumes de reagente de 5,00   m L a 49,00   m L , iremos calcular a concentração de H 3 O + , pela equação:

H 3 O + = K a ∙ ( V ∙ C 6 H 5 N H 3 + - V N a O H ∙ [ N a O H ] V N a O H ∙ [ N a O H ]

H 3 O + = 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ ( 50,00 ∙ 0,1000 - 5,00 ∙ 0,1000 ) 5,00 ∙ 0,1000 = 2,26 ∙ 10 - 4   m o l / L

Com este valor conseguimos encontrar o pH:

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 2,26 ∙ 10 - 4 = 3,65

Para 15,00   m L :

H 3 O + = 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ ( 50,00 ∙ 0,1000 - 15,00 ∙ 0,1000 ) 15,00 ∙ 0,1000 = 5,86 ∙ 10 - 5   m o l / L

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 5,86 ∙ 10 - 5 = 4,23

Substituindo para 25,00   m L ; 40,00   m L e 49,00   m L :

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ ( 50,00 ∙ 0,1000 - 25,00 ∙ 0,1000 ) 25,00 ∙ 0,1000 = 4,60

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ 50,00 ∙ 0,1000 - 40,00 ∙ 0,1000 40,00 ∙ 0,1000 = 5,20

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 2,51 ∙ 10 - 5 ∙ 50,00 ∙ 0,1000 - 49,00 ∙ 0,1000 49,00 ∙ 0,1000 = 6,29

Passo 3

No ponto de equivalência, ou seja, V N a O H = 50 , 00   m L , todo o cloreto de anilina será convertido, logo

c H A = 50,00 ∙ 0,1000 100,00 = 0,0500   m o l / L

Sendo assim conseguimos calcular a concentração de O H - através da constante de dissociação básica:

K b = K w K a = 1,00 ∙ 10 - 14 2,51 ∙ 10 - 5 = 3,98 ∙ 10 - 10

O H - = K b ∙ c H A = 3,98 ∙ 10 - 10 ∙ 0,0500 = 4,46 ∙ 10 - 6   m o l / L

p O H = - log ⁡ O H - = - log ⁡ 4,46 ∙ 10 - 6 = 5,35

p H = 14 - p O H = 8,65

Passo 4

Após a adição de 51,00   m L de N a O H , a contribuição do íon anilínio é pequena, porque o excesso de base forte reprimi a reação do cloreto de anilina com a água. Sendo assim, teremos:

O H - = V N a O H ∙ [ N a O H ] - V ∙ C 6 H 5 N H 3 + V t o t a l = 51,00 ∙ 0,1000 - 50,00 ∙ 0,1000 ( 51,00 + 50,00 )

O H - = 9,90 ∙ 10 - 4   m o l / L

p O H = - log ⁡ O H - = - log ⁡ 9,90 ∙ 10 - 4 = 3,00

p H = 14 - p O H = 14 - 3,00 = 11,00

Fazendo os mesmos cálculos para 55,00   m L :

O H - = 55,00 ∙ 0,1000 - 50,00 ∙ 0,1000 ( 55,00 + 50,00 ) = 4,76 ∙ 10 - 3   m o l / L

p H = 11,68

E 60,00   m L :

O H - = 60,00 ∙ 0,1000 - 50,00 ∙ 0,1000 ( 60,00 + 50,00 ) = 9,09 ∙ 10 - 3   m o l / L

p H = 11,96

Passo 5

Agora iremos colocar esses valores encontrados em um Tabela, para criarmos a curva de titulação:

Com esses dados conseguimos construir a curva de titulação:

Até mais pessoal!

Resposta

Resposta no passo.

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