de
são titulados com
. Qual é o pH em cada ponto de equivalência?
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz: titulamos 25,0 mL de H₂SO₃ 0,22 mol/L com NaOH 0,20 mol/L e a gente quer o pH em cada ponto de equivalência (tem dois, porque H₂SO₃ é diprótico).
Conteúdo: titulação de ácido diprótico, cálculos de volume/proporção, equilíbrio ácido-base, uso de Ka₁, Ka₂, Kb e fórmulas de pH. Vamos precisar de:
Conteúdo: titulação de ácido diprótico, cálculos de volume/proporção, equilíbrio ácido-base, uso de Ka₁, Ka₂, Kb e fórmulas de pH. Vamos precisar de:
- Calcular moles de H₂SO₃
- Determinar volumes de NaOH para 1º e 2º equivalência
- Usar pH de espécie anfiprótica no 1º ponto
- Usar equilíbrio de base (salt) no 2º ponto
Passo 2
Primeiro, moles de ácido inicial:
Para neutralizar o 1º H⁺ (1ª equivalência) precisamos de 5,50 mmol de OH⁻:
Para o 2º H⁺ (2ª equivalência) são 2×5,50 mmol = 11,0 mmol de OH⁻:
Volumes totais no 1º e 2º pontos:
– 1º eq:
– 2º eq:
Passo 3
No 1º ponto temos só o íon HSO₃⁻ (anfiprótico). A teoria diz que para espécie anfiprótica:
Usando valores típicos para H₂SO₃:
$$K_{a1}=1{,}5\times10^{-2};😭\mathrm{p}K_{a1}=1{,}82),\quad
K_{a2}=6{,}3\times10^{-8};😭\mathrm{p}K_{a2}=7{,}20}).
\mathrm{pH}_1 = \tfrac12(1{,}82 + 7{,}20) = 4{,}51.$$
Passo 4
No 2º ponto só tem o íon SO₃²⁻, que é base conjugada de HSO₃⁻. A constante de basicidade é
$$K_b = \frac{K_w}{K_{a2}} = \frac{1{,}0\times10{-14}}{6{,}3\times10{-8}}
\approx1{,}59\times10^{-7}.
C = \frac{5{,}50\times10^{-3};mol}{0{,}0800;L} = 0{,}06875;M.$$
Para base fraca:
, logo
$$[\mathrm{OH}-]\approx\sqrt{1{,}59\times10{-7}\times0{,}06875}
\approx1{,}05\times10^{-4};M.
\mathrm{pOH}=-\log(1{,}05\times10^{-4})\approx3{,}98,\quad
\mathrm{pH}_2=14,00-3,98=10,02.$$
Resposta
pH no 1º ponto de equivalência ≃ 4,51
pH no 2º ponto de equivalência ≃ 10,02
pH no 2º ponto de equivalência ≃ 10,02