10,0 mL de uma solução 0,10 mol / L de NH3 são titulados com HCl 0,10 mol / L. Calcule o pH da solução depois da adição de:
10,0 mL do HCl

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que o exercício pede. A gente tem 10,0 mL de uma solução 0,10 mol/L de NH₃ e vai titular isso com HCl 0,10 mol/L. O ponto que nos interessa é justo depois de adicionar 10,0 mL de HCl, ou seja, estamos no ponto de equivalência (tudo de NH₃ virou NH₄⁺). Para resolver, vamos precisar de:
  • Estequiometria básica (contar mols e volumes)
  • Conceito de ácido fraco (NH₄⁺) e cálculo de pH pelo

Passo 2

Primeiro, calculamos os mols de NH₃ que tínhamos:
nNH3 = C times V = 0,10 mol/L times 0,010 L = 0,0010 mol
Como o HCl também é 0,10 mol/L e usamos 10,0 mL, moles de HCl adicionados são:
nHCl = 0,10 mol/L times 0,010 L = 0,0010 mol
Ou seja, emparelharam certinho: NH₃ + HCl ⇒ NH₄⁺ + Cl⁻, terminamos só com NH₄⁺ na solução.

Passo 3

Volume total da solução agora é
Vtotal = 10,0 mL + 10,0 mL = 20,0 mL = 0,020 L
Como todo NH₃ virou NH₄⁺, número de mols de NH₄⁺ é 0,0010 mol. A concentração de NH₄⁺ é
[NH4^+] = 0,0010 mol0,020 L = 0,050 M

Passo 4

NH₄⁺ é um ácido fraco, e o Ka = KwKb(NH3) = 1,0times10^-141,8times10^-5 approx 5,56times10^-10 dele é dado por
pH = tfrac12l(pKa - log Cr),
Para ácidos fracos vale a fórmula aproximada
onde é a concentração inicial do ácido (aqui M) e .

Passo 5

Calculando pKa = -log(5,56times10^-10) approx 9,255 :
pH = tfrac12l(9,255 - log(0,050)r) = tfrac12l(9,255 - (-1,301)r) = tfrac12 (10,556) approx 5,28
Agora a pH:

Resposta

O pH da solução no ponto de equivalência (após adicionar 10,0 mL de HCl) é aproximadamente 5,28.

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