Considere a titulação de 10 ml de uma solução a 1,18 % de ácido acético de densidade igual a 1,012 g / ml com uma solução contendo 0,4 g de hidróxido de sódio em 100 ml de água.
a) Qual o pH no início da titulação?
b) Qual o pH depois de lançados 5,0 ml de Hidróxido?
c) Qual é a quantidade de hidróxido a introduzir para que a solução resultante apresente o máximo efeito tampão?
d) Quantos equivalentes-grama de hidróxido são necessários para se atingir o ponto de equivalência?
e) Qual é o pH no ponto de equivalência?

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos 10 mL de solução de ácido acético a 1,18 % em massa e densidade 1,012 g/mL, que equivale a uma certa quantidade de mols de HA. Titulamos com solução de NaOH 0,4 g em 100 mL (ou seja 0,1 M). O conteúdo é titulação de ácido fraco por base forte, vamos usar equilíbrio de ácido fraco, equilíbrio de base conjugada e Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

Calcular a concentração inicial de HA e pH de ácido fraco:
Massa total da amostra =10 mL cdot 1,012 g/mL =10,12 g
Massa de HA =1,18%cdot 10,12 g =0,1194 g
Mols de HA =0,1194 g/ 60 gcdot mol^-1 =1,99cdot 10^-3 mol
Volume inicial =0,010 L Rightarrow [HA]0=1,99cdot 10^-30,010=0,199 M
Para o ácido fraco Ka = 1,8cdot 10^-5, aplicamos aproximação
[H^+] approx raizKa cdot [HA]0 = raiz1,8 cdot 10^-5 cdot 0,199 = 1,893 cdot 10^-3,M
pH = -log(1,893 cdot 10^-3) = 2,72

Passo 3

Após 5,0 mL de NaOH 0,1 M ( n0 H0 = 0,005 cdot 0,1 = 5,0 cdot 10^-4 mol):
Reação HA + OH^- to A^- + H2O
n0HA pós = 1,99 cdot 10^-3 - 5,0 cdot 10^-4 = 1,49 cdot 10^-3ó mol
n0 A^- = 5,0 cdot 10^-4 mol
Volume total = 0,010 + 0,005 = 0,015 L
[HA] = 1,49 cdot 10^-30,015 = 0,0993 M
[A^-] = 5,0 cdot 10^-40,015 = 0,0333 M
Usamos Henderson–Hasselbalch
pH = pKa + log [A^-][HA] = 4,76 + log 0,03330,0993 = 4,76 - 0,474 = 4,29

Passo 4

Máximo efeito tampão ( = metade da equivalência) ocorre quando [HA] = [A^-], ou seja nOH^- = 12 n0 HA.
n0 HA = 0,995 cdot 10^-3 mol. Volume de base = 0,995 cdot 10^-30,1 = 9,95 mL. Nesse ponto pH = pKa = 4,76.

Passo 5

No ponto de equivalência nOH^- = n0 HA = 1,99 cdot 10^-3 mol. Como NaOH é monoprótico, isso equivale a 1,99 cdot 10^-3 equivalentes. A massa de NaOH requerida é 1,99 cdot 10^-3 cdot 40 g/mol = 0,0796 g.

Passo 6

No ponto de equivalência só há A^- em solução. n0 A^- = 1,99 cdot 10^-3 mol em V = 10 + 19,9 = 29,9 mL = 0,0299 L Rightarrow [A^-] = 0,001990,0299 = 0,0666 M.
Kb = KwKa = 1 cdot 10^-141,8 cdot 10^-5 = 5,56 cdot 10^-10
[OH^-] = raizKb cdot [A^-] = raiz5,56 cdot 10^-10 cdot 0,0666 = 6,09 cdot 10^-6,M
pOH = -log(6,09 cdot 10^-6) = 5,22 Rightarrow pH = 14 - 5,22 = 8,78

Resposta

a) p
b) pH após mL
c) Volume para tampão máximo mL (pH )
d) Equivalentes-grama de NaOH eq (massa g)
e) pH no ponto de equivalência

Exercícios relacionados