O ácido malônico é bastante utilizado em sínteses orgânicas. No laboratório, o volume de 100 mL deste ácido dicarboxílico foi titulado com solução de
. Calcule o pH quando 100 mL do ácido
for titulado com os seguintes volumes de NaOH adicionado:
Passo 1
Beleza, então a gente tem um exercício de química envolvendo titulação de um ácido dicarboxílico chamado ácido malônico. A gente vai usar conceitos de química ácido-base, especificamente de titulação, para encontrar o pH da solução após adicionar uma certa quantidade de hidróxido de sódio (
). O que a gente precisa saber para resolver isso inclui as concentrações das soluções, os volumes envolvidos e os valores das constantes de dissociação ácida (
e
).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa titular o ácido malônico com
. A titulação é um processo onde a gente adiciona uma base forte, como a
, a um ácido até que parte desse ácido seja neutralizada. Nesse caso, o ácido malônico tem duas etapas de dissociação, por isso temos
e
.
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de mols de ácido malônico e de envolvidas. A concentração do ácido malônico é
e o volume é
.
A concentração de
é
e o volume adicionado é
.
Passo 4
Agora, vamos ver como a
reage com o ácido malônico. Como o ácido tem duas etapas de dissociação, a primeira quantidade de
vai neutralizar a primeira próton:
Depois de adicionar
de
a
de ácido malônico, teremos:
Passo 5
Vamos identificar que, após essa neutralização parcial, temos um sistema tampão composto por
e
. Para sistemas tampão, a equação de Henderson-Hasselbalch é muito útil para calcular o pH:
Passo 6
Primeiro, precisamos calcular a
:
Agora, vamos encontrar as concentrações de
e
. O volume total da solução é
.
Passo 7
Aplicando os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
O pH da solução após a adição de
de
é
.