Considere 20,0 mL de um ácido fraco HA de concentração 0,180 mol / L(Ka=6,0 times 10^-5), sendo titulado por hidróxido de sódio 0,150 mol / L.
Pergunta-se:
a. Qual o pH inicial da solução do ácido?
b. Qual o volume necessário para atingir o ponto de equivalência?
c. Qual indicador você escolheria para utilizar nesta titulação?

Passo 1

Beleza, temos um exercício de titulação de um ácido fraco HA com NaOH.
Conteúdo:
  • Equilíbrio de dissociação de ácido fraco (Ka) para achar o pH inicial.
  • Estequiometria de titulação para calcular o volume no ponto de equivalência.
  • Escolha de indicador adequado com base no pH do ponto de equivalência.
    O que vamos precisar:
  1. Fórmula de Ka = [H^+][A^-][HA] para solução de ácido fraco:
  2. Relação de volume × concentração para achar mols.
  3. No ponto de equivalência, o pH vem da hidrólise da base conjugada .

Passo 2

Calcular o pH inicial da solução de HA 0,180 M (20,0 mL, Ka = x cdot x0,180 - x approx x^20,180 Longrightarrow x = raizKa cdot 0,180 = raiz6,0times10^-5 times 0,180 approx 3,29times10^-3,M ).
  1. Montamos o equilíbrio:
    HA ⇌ H⁺ + A⁻
    Concentração inicial: pH = -logl(3,29times10^-3r) approx 2,48 , ,
    No equilíbrio: , ,
  2. Aplicamos :
  3. Então  M e

Passo 3

Calcular o volume de NaOH 0,150 M para atingir o ponto de equivalência.
  1. Mols de HA iniciais: n(HA) = 0,0200,L times 0,180,mol/L = 0,00360,mol
  2. No ponto de equivalência, mols de OH⁻ adicionados = mols de HA consumidos = 0,00360 mol.
  3. Volume de NaOH necessário: V = 0,00360,mol0,150,mol/L = 0,0240,L = 24,0,mL

Passo 4

Escolher indicador apropriado.
  1. No ponto de equivalência temos só A^- + H2O longrightarrow OH^- + HA, na solução. A base conjugada hidrólisa: [A^-] = 0,00360,mol0,0440,L approx 0,0818,M com pOH = -log(1,17times10^-5) approx 4,93 Longrightarrow pH = 14 - 4,93 = 9,07
  2. Concentração de em 44,0 mL final:
  3. .
  4. Como o salto de pH ocorre por volta de 8 a 10, um bom indicador é a fenolftaleína (mudança entre pH 8,3 e 10,0).

Resposta

a) pH inicial ≈ 2,48
b) Volume de NaOH ≈ 24,0 mL
c) Indicador: fenolftaleína.

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