O ácido malônico é bastante utilizado em sínteses orgânicas. No laboratório, o volume de 100 mL deste ácido dicarboxílico foi titulado com solução de NaOH 0,200 mol L^-1. Calcule o pH quando 100 mL do ácido (0,100 mol L^-1) for titulado com os seguintes volumes de NaOH adicionado:
a) VN OOH=0 mL
b) VNoOH=25,00 mL
c) VNoOH=37,50 mL
d) VNa OH =50,00 mL
e) VNaOH=100,00 mL
f) VNaOH=112,5 mL
g) Desenhe a curva de titulação com os valores obtidos
l Ka 1=2,37 times 10^-3 Ka 2=2,09 times 10^-6

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre titulação do ácido malônico. A gente vai trabalhar com química de equilíbrios, especificamente titulação ácido-base. Precisamos entender como o NaOH adiciona-se ao ácido malônico e como isso afeta o pH da solução.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido malônico é um ácido dicarboxílico, ou seja, tem dois grupos carboxila que podem liberar prótons (H⁺). As constantes de dissociação são Ka1=2,37 times 10^-3 e Ka2=2,09 times 10^-6. Isso significa que o primeiro próton é mais fácil de remover que o segundo.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de ácido e de NaOH. O volume do ácido é 100 mL (0,100 L) com concentração 0,100 mol/L:
nácido = 0,100 , L times 0,100 , mol/L = 0,0100 , mol á
A concentração de NaOH é 0,200 mol/L.

Passo 4

Vamos analisar cada caso de volume de NaOH adicionado.

a) VNaOH=0 mL

Sem adicionar NaOH, temos só o ácido malônico. Precisamos calcular o pH da solução do ácido diprotico.
Usamos a primeira constante de dissociação:
HA rightarrow H^+ + A^-
Como não temos NaOH adicionada, calculamos o pH considerando apenas a primeira dissociação.
Assumindo que [H^+] = x, temos:
Ka1 = x^20,100 - x approx x^20,100
Resolvendo:
x^2 = Ka1 times 0,100 = 2,37 times 10^-3 times 0,100 = 2,37 times 10^-4
x = raiz2,37 times 10^-4 approx 1,54 times 10^-2 , mol/L
pH = -log(1,54 times 10^-2) approx 1,81

Resposta

a) Quando VNaOH=0 mL, o pH é aproximadamente 1,81.

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