Enunciado
Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 15.Questões e Problemas - Ex. 28
Gerar uma curva para a titulação de 50,00 mL de uma solução na qual a concentração de HClO4 é 0,1000 mol L1 e a do ácido fórmico é 0,0800 mol L1. Calcular o pH após a adição de 0,00; 10,00; 20,00; 24,00; 25,00; 26,00; 35,00; 44,00; 45,00; 46,00; 50,00 mL de KOH 0,2000 mol L1
Passo 1
Beleza pessoal?! Me chamo Yuri e hoje iremos dar início a mais uma resolução de Química.
Neste exercício, devemos gerar uma curva de titulação para a titulação de 50,00 mL de solução que é 0,1000 M em HClO4, e 0,08000 M em ácido fórmico com 0,2000 M de KOH. O volume dos valores do titulante adicionados são 0,00 mL, 10,00 mL, 20,00 mL, 24,00 mL, 25,00 mL, 26,00 mL, 35,00 mL, 44,00 mL, 45,00 mL, 46,00 mL e 50,00 mL.
Em primeiro lugar, vamos determinar os valores de pH antes do ponto de equivalência. Neste caso, precisamos calcular com a concentração de H+ antes do ponto de equivalência, pois a solução titulada é o ácido. Isso significa que, em primeiro lugar, devemos determinar as concentrações de equilíbrio dos prótons.
O ácido fórmico é um ácido moderadamente forte (), o que significa que, se negligenciarmos os prótons derivados disso, levaria a imprecisões apreciáveis nos valores de pH. Portanto, o cálculo desse valor também é necessário neste caso.
A equação química da reação de neutralização do ácido forte e da base é dada como:
Vamos determinar a concentração de prótons derivados do ácido fórmico. Para isso, deve-se usar a fórmula quadrática. Vamos deduzir a fórmula necessária, como primeiro passo
A concentração dos íons dissociados é a mesma devido à sua mesma estequiometria. Portanto, podemos substituir a concentração de íons formiato pela concentração de íons hidrônio também:
A concentração de equilíbrio de ácido fórmico é igual à concentração inicial menos a concentração do ácido fórmico dissociado. Essa quantidade também é igual à concentração de íons hidrônio devido à mesma estequiometria:
Vamos reorganizar a equação para que ela se torne adequada para a solução pela fórmula quadrática:
Vamos indicar a concentração de prótons como x, por simplicidade, e substituir a concentração inicial do ácido fórmico
Vamos substituir os numerais e indicar a concentração de prótons como x, para simplificar
Passo 2
Como a concentração pode ser apenas um valor positivo, apenas é válido. Portanto,
A partir desse valor, também podemos calcular o número de mols de prótons provenientes do ácido fórmico:
Até o ponto de equivalência
Vamos demonstrar o cálculo para o pH em um caso antes do ponto de equivalência, então deixemos o resto para o software de planilha usando a mesma fórmula. Em primeiro lugar, devemos determinar o número de moles de hidróxido perclórico em solução:
Então, devemos determinar o número de mols de hidróxido de sódio em solução:
Um mol de ácido perclórico reage com um mol de hidróxido de potássio. Portanto, a diferença entre os dois valores produz o número de mols de H+ em solução.
Vamos adicionar o valor de ácido fórmico para este valor para obter o número total de mols de prótons
Vamos agora determinar a concentração de equilíbrio de íons hidróxido pela seguinte fórmula.
A partir deste valor, podemos determinar o pH da solução
O cálculo com os primeiros cinco passos é realizado desta forma. Vamos indicar os resultados até a determinação do número de mols de em solução após a titulação. No "ponto de equivalência" há algum excesso de ácido devido à presença de prótons derivados do ácido fórmico.
E também vamos indicar a determinação dos valores de pH também:
Passo 3
Após o ponto de equivalência
Vamos demonstrar o cálculo para a concentração do pH em um caso após o ponto de equivalência, então deixemos o resto para o software de planilha usando a mesma fórmula. Em primeiro lugar, devemos determinar o número de mols de ácido perclórico em solução:
Então, devemos determinar o número de mols de hidróxido de sódio em solução:
Um mol de ácido perclórico reage com um mol de hidróxido de potássio. Portanto, a diferença entre os dois valores produz o número de mols de em solução.
Vamos subtrair o valor de a partir deste valor para obter o número total de mols de íons hidróxido
Vamos agora determinar a concentração de equilíbrio de íons hidróxido pela seguinte fórmula.
A partir deste valor, podemos determinar o pOH da solução
Vamos também determinar o pH da solução:
O cálculo com os últimos seis passos é feito desta forma. Vamos indicar os resultados até a determinação do número de mols de KOH em solução após a titulação.
E também vamos indicar a determinação dos valores de pH também:
E este é o final de mais uma resolução, espero que tenham gostado e aprendido mais um pouco hoje, até uma proximaaa!
Resposta
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