de
são titulados com
. Qual é o pH no ponto de equivalência?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão é uma titulação de 25,0 mL de NH₃ 0,22 mol/L com HCl 0,24 mol/L e quer saber o pH no ponto de equivalência.
Conteúdo: titulação de base fraca (NH₃) com ácido forte (HCl), no ponto de equivalência temos só NH₄⁺ em água, que é um ácido fraco.
O que vamos precisar:
Conteúdo: titulação de base fraca (NH₃) com ácido forte (HCl), no ponto de equivalência temos só NH₄⁺ em água, que é um ácido fraco.
O que vamos precisar:
- Calcular moles de NH₃ e volume de HCl até equivalência.
- Encontrar a concentração de NH₄⁺ no volume total.
- Usar Kb(NH₃) e Kw para achar Ka(NH₄⁺).
- Montar o equilíbrio de hidrólise de NH₄⁺ para achar [H⁺] e daí o pH.
Passo 2
Primeiro, quantos moles de NH₃ temos?
n(NH₃) = C·V = 0,22 mol/L × 0,0250 L = 0,00550 mol.
No ponto de equivalência, os moles de HCl adicionados são iguais: 0,00550 mol.
Logo, o volume de HCl é
n(NH₃) = C·V = 0,22 mol/L × 0,0250 L = 0,00550 mol.
No ponto de equivalência, os moles de HCl adicionados são iguais: 0,00550 mol.
Logo, o volume de HCl é
Passo 3
Volume total no ponto de equivalência = 25,00 mL + 22,92 mL = 47,92 mL = 0,04792 L.
A concentração de NH₄⁺ gerada é
A concentração de NH₄⁺ gerada é
Passo 4
Agora a parte do equilíbrio ácido de NH₄⁺. Sabemos que Kb(NH₃) ≃ 1,8×10⁻⁵. Então
Montamos o equilíbrio de hidrólise:
Seja
que se forma, então em equilíbrio temos:
- [NH₄⁺] ≃ 0,1148 – x ≃ 0,1148 (x pequeno)
- [NH₃] = x
- [H₃O⁺] = x
A expressão de Ka é
Logo
Esse
é a [H₃O⁺].
Resposta
pH = –log₁₀[H₃O⁺] = –log₁₀(7,99×10⁻⁶) ≃ 5,10.