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Exercícios Resolvidos de Titulação de Neutralização

Ver Teoria
Exercício 612345

Enunciado

3. A piridina é uma base orgânica que pode reagir com a água segundo o processo:

C 5 H 5 N a q +   H 2 O l → C 5 H 5 N H + a q +   O H - a q                   Δ H r 0   =   38,66   k J / m o l

a) Calcule o p H de uma solução aquosa 0,2 M de piridina a 25 ° C .

b) Calcule o K b da piridina a 80 ° .

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? De inicio a questão pede para calcular o p H de uma solução de piridina 0,2   M . Repara que na reação temos que sua solução aquosa libera O H - para o meio, ou seja, teremos um p H alcalino.

    2. E para calcular o p H , temos que achar antes a quantidade O H - liberada no meio.

    Passo 2

    Para achar o quanto de hidroxila foi liberada vamos montar aquela tabelinha do equilíbrio!

    A reação é

    C 5 H 5 N a q +   H 2 O l → C 5 H 5 N H + a q +   O H - a q

    Temos que inicialmente apenas 0,2   m o l de piridina e que converte x   m o l de cada produto. Ou seja, para cada x   m o l de piridina consumida, temos x   m o l de cada produto. A água como é o solvente da reação sempre vamos considerar 1   m o l , pois ela não participará do equilíbrio. A tabela fica assim:

    Agora vamos para fórmula!

    Passo 3

    Substituindo os dados da tabela na fórmula do K b ficamos com

    K b = C 5 H 5 N H + O H - [ C 5 H 5 N ]

    Fica assim,

    K b = x x 0,2 - x = x 2 0,2 - x

    Agora vamos fazer uma aproximação! Como K b é pequeno, 0,2   –   x é aproximadamente igual a 0,2 .

    K b = x 2 0,2

    Olhando o formulário temos que K b = 1,8 × 10 - 9 . Logo,

    x 2 = 0,2 1,8 × 10 - 9

    x = 1,9 × 10 - 5 M

    Passo 4

    Agora que achamos a quantidade O H - liberada podemos calcular seu p O H

    p O H = - log ⁡ O H -

    p O H = - log ⁡ 1,9 × 10 - 5

    p O H = 4,72

    Mas a gente quer saber o p H . Com isso temos

    p H = 14 - p O H

    p H = 14 - 4,72

    p H = 9,28

    Passo 5

  2. Para calcularmos o K b a 80 ° C , iremos aplicar a equação de van ́t Hoff:

ln ⁡ K 2 K 1 = Δ H 0 R 1 T 1 - 1 T 2

O problema nos forneceu o K b e H 0 a 25 ° C . Ou seja,

K 1 = 1,8 × 10 - 9

                  Δ H r 0   =   38,66 k J m o l

T 1 = 25 + 273 = 298   K

Substituindo os valores na equação (lembrando que T 2 também tem que estar em Kelvin). Ficamos com:

ln ⁡ K 2 1,8 × 10 - 9 = 38,66 8,314 1 298 - 1 353

Calculando K 2

K 2 = 2,05 × 10 - 8

Resposta

  1. p H = 9,28
  2. K b = 2,05 × 10 - 8

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