O ácido nítrico é usado para queimar o cobre durante um processo de impressão. Para testar a força de uma solução de ácido nítrico,
de uma preparação comercial desse ácido são dissolvidos em água e diluídos para
em um balão volumétrico. Uma fração de
desse ácido diluído é titulada com NaOH de
e fornece um ponto final em
.
a. Qual é a concentração do ácido nítrico na preparação comercial original, não diluída?
b. Qual é o pH esperado da solução de uma amostra nítrica diluída no início da titulação? Qual é o pH esperado no ponto de equivalência?
c. Qual é o pH esperado durante essa titulação após a adição de
,
e
de titulante?
a. Qual é a concentração do ácido nítrico na preparação comercial original, não diluída?
b. Qual é o pH esperado da solução de uma amostra nítrica diluída no início da titulação? Qual é o pH esperado no ponto de equivalência?
c. Qual é o pH esperado durante essa titulação após a adição de
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
Dados (pegos do enunciado):
- Volume da amostra da preparação comercial retirada e diluída:
(essa amostra foi diluída para um balão de ). - Do frasco diluído foi retirada uma alíquota de
para titulação. - Titulante: NaOH com concentração
. - Volume de NaOH gasto no ponto final:
.
Perguntas:
a. Qual é a concentração do ácido nítrico na preparação comercial original (não diluída)?
b. Qual é o pH da solução nítrica (alíquota) antes da titulação e qual é o pH no ponto de equivalência?
c. Qual é o pH após adição de ,
e
de NaOH?
a. Qual é a concentração do ácido nítrico na preparação comercial original (não diluída)?
b. Qual é o pH da solução nítrica (alíquota) antes da titulação e qual é o pH no ponto de equivalência?
c. Qual é o pH após adição de
Passo 2
Calcular o número de mols de NaOH usados na titulação (fórmula básica).
- Fórmula:
, onde é a molaridade em e é o volume em . - Aplicando:
e .
(Arredondarei a apresentação final conforme número de algarismos significativos, mas mantenho precisão para cálculos intermediários.)
Passo 3
Determinar os mols de
na alíquota de
.
- Reação de neutralização:
. É uma reação entre e . - No ponto final (equivalência) os mols de
na alíquota são iguais aos mols de adicionados:
Passo 4
Calcular a concentração de
na solução diluída (aquela que teve
da preparação comercial levados a
).
- Fórmula:
. - Aqui a alíquota tinha
.
Portanto a concentração da solução diluída (aquela que foi titulada) é aproximadamente
.
Passo 5
Calcular a concentração da preparação comercial original (não diluída).
- Relação de diluição:
. - Aqui
e . Em termos simples, fator de concentração é .
Arredondando adequadamente (dados com 3–4 algarismos significativos),
.
Passo 6
Determinar o pH da alíquota no início da titulação (antes de qualquer NaOH ser adicionado).
- Para ácidos fortes como
, a dissociação é completa: . - Então usa-se
. - Usando
:
Posso apresentar como
.
Passo 7
Determinar o pH no ponto de equivalência.
- Titulação: ácido forte
contra base forte . No ponto de equivalência todos os íons foram neutralizados formando . - O
contém o ânion , base conjugada de um ácido forte, que é neutra em solução aquosa; o cátion também é neutro. - Portanto a solução no ponto de equivalência é aproximadamente neutra (
a ).
Passo 8
Cálculos gerais para pH em pontos intermediários: ideia e método.
- Para cada volume de NaOH adicionado calcular:
-
. - Comparar com
. - Se
for menor, resta ácido: e . - Se
for maior, sobra base: , e .
-
- Lembre que
(converter para L).
Agora aplico para os volumes pedidos.
Passo 9
pH após adição de
de NaOH.
- Volume NaOH:
. -
- Comparação:
→ ácido em excesso. - Mols de
restantes: - Volume total:
- Concentração
- pH:
Passo 10
pH após adição de
de NaOH.
- Volume NaOH:
. -
- Comparação:
→ ainda ácido em excesso. - Mols
restantes: - Volume total:
- Concentração
- pH:
Passo 11
pH após adição de
de NaOH.
- Volume NaOH:
. -
- Comparação:
→ base em excesso. - Mols de
em excesso: - Volume total:
- Concentração
-
e
Passo 12
Resumo numérico arredondado com cuidado de algarismos significativos (os dados originais têm pelo menos 3 algarismos significativos, uso 4 quando justificável):
- Concentração da solução diluída:
(usada nos cálculos). - Concentração da preparação comercial original:
. - pH inicial (alíquota antes da titulação):
. - pH no ponto de equivalência:
. - pH após
de NaOH: . - pH após
de NaOH: . - pH após
de NaOH: .
Resposta
(a)
(b)
(c)