Calcular o pH após a adição de 0,
; 50,
; e
de
na titulação de
de: (a)
. (b) ácido lático
. © cloreto de piridina 0,1000
.
Passo 1
Então, o exercício pede pra gente calcular o pH depois de adicionar vários volumes de NaOH 0,1000 M a 50,00 mL de três sistemas diferentes:
a) HNO₂ 0,1000 M (ácido fraco)
b) Ácido lático 0,1000 M (ácido fraco)
c) Cloreto de piridina 0,1000 M (espécie ácida, conjugada de base fraca)
a) HNO₂ 0,1000 M (ácido fraco)
b) Ácido lático 0,1000 M (ácido fraco)
c) Cloreto de piridina 0,1000 M (espécie ácida, conjugada de base fraca)
Conteúdo: titulação de ácidos fracos com base forte. Vamos usar:
- Cálculo de moles iniciais e moles adicionados
- Equação de Henderson–Hasselbalch para tampão
- Cálculo de pH na equivalência (hidrólise da base conjugada ou do ácido conjugado)
- Cálculo de pH em excesso de OH⁻
Passo 2
Primeiro, definimos moles e volumes:
- n₀(HA) = 0,05000 L × 0,1000 mol/L = 0,00500 mol
- Para cada adição V_b (em L), n(OH⁻) = 0,1000 mol/L × V_b
- Moles restantes de HA: n(HA) = 0,00500 – n(OH⁻)
- Moles formados de A⁻: n(A⁻) = n(OH⁻)
- Volume total: V_tot = 0,05000 + V_b
Passo 3
Para V_b < 50,00 mL (antes do ponto de equivalência) temos um tampão HA/A⁻ e usamos:
pH = pK_a + log (n(A⁻)/n(HA))
pH = pK_a + log (n(A⁻)/n(HA))
Valores de pK_a:
a) HNO₂: pK_a = 3,35 (K_a = 4,5·10⁻⁴)
b) Ácido lático: pK_a = 3,86 (K_a = 1,38·10⁻⁴)
c) Cloreto de piridina: pK_a = 5,23 (K_a = 5,9·10⁻⁶)
a) HNO₂: pK_a = 3,35 (K_a = 4,5·10⁻⁴)
b) Ácido lático: pK_a = 3,86 (K_a = 1,38·10⁻⁴)
c) Cloreto de piridina: pK_a = 5,23 (K_a = 5,9·10⁻⁶)
Passo 4
Em V_b = 50,00 mL (equivalência) todo HA vira A⁻ (ou toda espécie ácida vira base conjugada).
Concentração de A⁻ ou HA conjugado = 0,00500 mol / 0,10000 L = 0,0500 M.
Concentração de A⁻ ou HA conjugado = 0,00500 mol / 0,10000 L = 0,0500 M.
- Para ácidos fracos (a, b): A⁻ sofre hidrólise: K_b = K_w/K_a → [OH⁻] = √(K_b·C) → pOH → pH.
- Para o cloreto de piridina (espécie ácida c): o cátion (HA) sofre hidrólise ácida:
[H⁺] = √(K_a·C) → pH.
Passo 5
Para V_b > 50,00 mL (após equivalência) há excesso de OH⁻:
[OH⁻] = (n(OH⁻) – 0,00500) / V_tot → pOH → pH
[OH⁻] = (n(OH⁻) – 0,00500) / V_tot → pOH → pH
Resposta
a) HNO₂ 0,1000 M
Volume NaOH / pH
0,00 mL → 2,17
5,00 mL → 2,40
15,00 mL → 2,98
25,00 mL → 3,35
40,00 mL → 3,95
45,00 mL → 4,30
49,00 mL → 5,04
50,00 mL → 8,02
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96
Volume NaOH / pH
0,00 mL → 2,17
5,00 mL → 2,40
15,00 mL → 2,98
25,00 mL → 3,35
40,00 mL → 3,95
45,00 mL → 4,30
49,00 mL → 5,04
50,00 mL → 8,02
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96
b) Ácido lático 0,1000 M
0,00 mL → 2,43
5,00 mL → 2,91
15,00 mL → 3,49
25,00 mL → 3,86
40,00 mL → 4,46
45,00 mL → 4,81
49,00 mL → 5,55
50,00 mL → 8,28
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96
0,00 mL → 2,43
5,00 mL → 2,91
15,00 mL → 3,49
25,00 mL → 3,86
40,00 mL → 4,46
45,00 mL → 4,81
49,00 mL → 5,55
50,00 mL → 8,28
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96
c) Cloreto de piridina 0,1000 M
0,00 mL → 3,11
5,00 mL → 4,28
15,00 mL → 4,86
25,00 mL → 5,23
40,00 mL → 5,83
45,00 mL → 6,18
49,00 mL → 6,92
50,00 mL → 8,96
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96
0,00 mL → 3,11
5,00 mL → 4,28
15,00 mL → 4,86
25,00 mL → 5,23
40,00 mL → 5,83
45,00 mL → 6,18
49,00 mL → 6,92
50,00 mL → 8,96
51,00 mL → 11,00
55,00 mL → 11,68
60,00 mL → 11,96