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Enunciado

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

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. ácido hipocloroso 0,1000   m o l   L - 1 com N a O H   0,1000   m o l   L - 1 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 ácido hipocloroso é dada por:

H O C l + H 2 O ⇌ H 3 O + + O C l -

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

K a = H 3 O + [ O C l - ] [ H O C l ] = 3,0 ∙ 10 - 8

Primeiramente iremos calcular o pH sem adição de reagente. Para isso iremos calcular a concentração de H 3 O + para uma solução 0,1000   m o l   L - 1 do ácido hipocloroso, pela seguinte equação:

H 3 O + = K a ∙ c H O C l = 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ 0,1000 = 5,48 ∙ 10 - 5   m o l / L

Com isso conseguimos calcular o valor do pH:

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 5,48 ∙ 10 - 5 = 4,26

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 ∙ H O C l - V N a O H ∙ [ N a O H ] V N a O H ∙ [ N a O H ]

H 3 O + = 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ ( 50,00 ∙ 0,1000 - 5,00 ∙ 0,1000 ) 5,00 ∙ 0,1000 = 2,7 ∙ 10 - 7   m o l / L

Com este valor conseguimos encontrar o pH:

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 2,7 ∙ 10 - 7 = 6,57

Para 15,00   m L :

H 3 O + = 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ ( 50,00 ∙ 0,1000 - 15,00 ∙ 0,1000 ) 15,00 ∙ 0,1000 = 7,0 ∙ 10 - 8   m o l / L

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 7,0 ∙ 10 - 8 = 7,15

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

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ 50,00 ∙ 0,1000 - 25,00 ∙ 0,1000 25,00 ∙ 0,1000 = 7,52

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ 50,00 ∙ 0,1000 - 40,00 ∙ 0,1000 40,00 ∙ 0,1000 = 8,12

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ 3,0 ∙ 10 - 8 ∙ 50,00 ∙ 0,1000 - 49,00 ∙ 0,1000 49,00 ∙ 0,1000 = 9,21

Passo 3

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

c H O C l = 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 3,0 ∙ 10 - 8 = 3,33 ∙ 10 - 7

O H - = K b ∙ c H O C l = 3,33 ∙ 10 - 7 ∙ 0,0500 = 1,29 ∙ 10 - 4   m o l / L

p O H = - log ⁡ O H - = - log ⁡ 1,29 ∙ 10 - 4 = 3,89

p H = 14 - p O H = 10,11

Passo 4

Após a adição de 51,00   m L de N a O H , a contribuição do íon hipoclorito é pequena, porque o excesso de base forte reprimi a reação do ácido hipocloroso 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:

A nossa curva de titulação:

Até mais pessoal! Espero que eu tenha conseguido ajudar.

Resposta

Resposta no passo.

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