Considere a titulação de 100,0 mL de uma solução de amônia 0,100 M com
. Calcule 0 pH da solução após a adição dos seguintes volumes (em mL ) de titulante:
DADOS:
.
g) Qual dos indicadores abaixo seria o mais adequado para acompanhar esta titulação?
Azul de bromotimol: Zona de transição: 6,0 a 7,6
Verde de bromocresol: Zona de transição: 4,0 a 5,6
Fenolftaleína: Zona de transição: 8,0 a 10
DADOS:
g) Qual dos indicadores abaixo seria o mais adequado para acompanhar esta titulação?
Azul de bromotimol: Zona de transição: 6,0 a 7,6
Verde de bromocresol: Zona de transição: 4,0 a 5,6
Fenolftaleína: Zona de transição: 8,0 a 10
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma titulação envolvendo 100,0 mL de uma solução de amônia (NH₃) 0,100 M sendo titulada com ácido clorídrico (HCl) 0,100 M. O objetivo aqui é descobrir qual indicador de pH é o mais adequado para acompanhar essa titulação específica. Para resolver isso, precisamos entender um pouco sobre titulações ácido-base, especialmente como determinar o ponto de equivalência e como escolher um indicador que mude de cor nesse ponto.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que na titulação de uma base forte com um ácido forte, o ponto de equivalência ocorre quando a quantidade de ácido adicionada neutraliza completamente a base presente. No entanto, a amônia (NH₃) é uma base fraca, então o ponto de equivalência terá um pH maior que 7 devido à formação do íon amônio (NH₄⁺), que é uma base conjugada.
Passo 3
Vamos calcular o volume de HCl necessário para atingir o ponto de equivalência. Usamos a fórmula de equivalência de moles:
Substituindo os valores:
Então, precisamos adicionar 100,0 mL de HCl para neutralizar completamente a amônia.
Passo 4
Agora, vamos determinar o pH no ponto de equivalência. Sabemos que no ponto de equivalência de uma base fraca com um ácido forte, formamos o cátion amônio (NH₄⁺), que pode se hidrolisar na água:
A constante de hidrólise (Kₕ) pode ser relacionada à constante de base $ K_b $ da amônia:
Usamos a expressão para $ K_a $:
Assumindo que $ [NH_3] $ é aproximadamente igual a $ [H_3O^+] $ e $ [NH_4^+] $ é igual à concentração inicial de amônio, podemos simplificar a equação para encontrar $ [H_3O^+] $.
Passo 5
Considerando que após a neutralização temos 100,0 mL de HCl adicionados a 100,0 mL de NH₃, o volume total é 200,0 mL. A concentração de NH₄⁺ será:
Aplicando $ K_a $:
Calculando o pH:
Passo 6
Agora que sabemos que no ponto de equivalência o pH é aproximadamente 5,28, precisamos escolher um indicador cuja zona de transição de cor abranja esse pH. Olhando as opções:
- Azul de bromotimol: Zona de transição 6,0 a 7,6
- Verde de bromocresol: Zona de transição 4,0 a 5,6
- Fenolftaleína: Zona de transição 8,0 a 10
O pH de equivalência (5,28) cai dentro da zona de transição do Verde de bromocresol.
Resposta
O indicador mais adequado para acompanhar esta titulação é o Verde de bromocresol.