Uma amostra de HAC 0,01 mol / L ( Ka=1.8 times 10^-5 ), com o volume de 40 mL , é titulada com uma solução de Mg(OH)2(0.02 mol / L). Calcule o pH após a adição dos seguintes volumes de solução titulante
6.3-20.0 \mathrm{~mL}

Passo 1

O enunciado descreve a titulação de uma amostra de ácido acético (HAC) de concentração inicial 0,01 mol/L e volume 40 mL (isto é, 0,040 L), cujo Ka=1,8times10^-5, com solução de Mg(OH)2 0,02 mol/L. Cada mol de Mg(OH)2 gera 2 mol de OH^-, logo a concentração eficaz de base forte na titulante é
0,02times2 = 0,04 mol/L,(OH^-)
Vamos calcular o pH após a adição de 6,3 mL (antes do ponto de equivalência) e de 20,0 mL (após o ponto de equivalência) de titulante.

Passo 2

Quantidade inicial de ácido:
nHA = 0,01 mol/Ltimes0,040 L = 4,0times10^-4 mol
Ponto de equivalência ocorre quando
nOH^- = nHA Longrightarrow Veq = 4,0times10^-40,04 = 0,010 L = 10 mL

Passo 3

Para Vt = 6,3 mL = 0,0063 L:
– Moles de OH^- adicionados:
nOH^- = 0,04 mol/Ltimes0,0063 L = 2,52times10^-4 mol
– Reação com o ácido: restam
nHA^rest = 4,0times10^-4 - 2,52times10^-4 = 1,48times10^-4 mol,
e formam-se
nA^- = 2,52times10^-4 mol
– Volume total da mistura:
Vtot = 0,040 + 0,0063 = 0,0463 L
Como temos um tampão HA/A^-, usamos Henderson–Hasselbalch:
pH = pKa + log[A^-][HA] = -log(1,8times10^-5) + log2,52times10^-41,48times10^-4
Calculando:
pKa approx 4,745, 2,521,48approx1,70, log(1,70)approx0,230,
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pHapprox4,745 + 0,230 = 4,975approx4,98

Passo 4

Para Vt = 20,0 mL = 0,020 L:
– Moles de OH^- adicionados:
nOH^- = 0,04times0,020 = 8,0times10^-4 mol
– Após neutralizar 4,0times10^-4 mol de HA, sobra
nOH^-^ex = 8,0times10^-4 - 4,0times10^-4 = 4,0times10^-4 mol
– Volume total:
Vtot = 0,040 + 0,020 = 0,060 L
– Concentração de OH^- em excesso:
[OH^-] = 4,0times10^-40,060 = 6,67times10^-3 mol/L
– pOH e pH:
pOH = -log(6,67times10^-3)approx2,176, pH = 14,00 - 2,176 = 11,824approx11,82

Resposta

Para Vt=6,3 mL, pHapprox4,98.
Para Vt=20,0 mL, pHapprox11,82.

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