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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. 36ef

Suponha que 50,0   m L de uma solução 0,25   M   d e   C H 3 N H 2 ( a q ) são titulados com uma solução 0,35   M   d e   H C l ( a q ) . (a) Qual é o p H inicial da solução 0,25   M   d e   C H 3 N H 2 ( a q ) ? (b) Qual é o p H após a adição de 15,0   m L de uma solução 0,35   M   d e   H C l ( a q ) ? (c) Que volume de uma solução solução 0,35   M   d e   H C l é necessário para atingir a metade do caminho até o ponto estequiométrico? (d) Calcule o p H nesse ponto. (e) Que volume de uma solução solução 0,35   M   d e   H C l é necessário para atingir o ponto estequiométrico? (f) Calcule o p H no ponto estequiométrico.

Dado: K b   N H 3 = 3,6 × 10 - 4

K w = H + ∙ O H - = 1,00 × 10 - 14

K h = K w / K b

Passo 1

(e) Como temos a seguinte reação de neutralização acontecendo

C H 3 N H 2 a q + H C l ( a q ) →   C H 3 N H 3 + a q + C l - ( a q )

Temos que um mol de ácido neutraliza um mol de base.

n b a s e = n á c i d o

Logo,

C b V b = C a V a

0,25 50,0 = 0,35 V 2

V 2 ≅ 35,71   m L

Passo 2

(f)Pra calcular o pH no ponto estequiométrico de uma titulação base fraca-ácido forte vamos aplicar a seguinte equação aproximada:

H + = K h C s a l

Onde: K h é a constante de hidrólise do cátion da base (nesse caso, metilamônio), seu valor é sempre: K w / K b . Teremos que K w / K b ≡ 10 - 14 / 6,5 × 10 - 4 = 1,54 × 10 - 11

Lembrando que o pH NÃO será 7,00 pelo seguinte motivo: assim que a última molécula de base tiver sido protonada pela ácido, vai restar em solução uma solução salina (nesse caso, de cloreto de amônio). O cátion da base (NH4+), que sofre hidrólise – e isso que faz com que a base seja fraca – vai dar uma acidificada na solução, pois essa hidrólise nada mais é que o cátion cedendo o H+ a uma molécula de água, que ele antes tinha recebido do ácido. Logo, espere pH 7,00.

Bora calcular!

Passo 3

Calculamos:

H + = 1,54 × 10 - 11 × 0,146 = 1,50 × 10 - 6   m o l / L

Transformando em p H

∴ p H = 5,82

Resposta

(e) ∴ V 2 ≅ 35,71   m L

(f) ∴ p H = 5,82

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