Considere a titulação de 100 mL de solução
solução padrão de
. Calcule o volume necessário de base para de obter um pH 7,0 e para se obter um pH 12,16. (Valor
)
Passo 1
Beleza, o que a gente tem aqui é uma titulação de 100 mL de H₂SO₄ 0,100 M com KOH 0,100 M.
Conteúdo: titulação de um ácido diprótico (H₂SO₄), uso de Henderson–Hasselbalch na região de “buffer” (entre a 1.ª e a 2.ª equivalência) e cálculo de excesso de OH⁻ depois da 2.ª equivalência.
O que vai entrar em cena:
• Stoichiometria pra relacionar moles de base adicionada e espécies em solução.
• Na região de buffer HSO₄⁻/SO₄²⁻, a fórmula de Henderson:
Conteúdo: titulação de um ácido diprótico (H₂SO₄), uso de Henderson–Hasselbalch na região de “buffer” (entre a 1.ª e a 2.ª equivalência) e cálculo de excesso de OH⁻ depois da 2.ª equivalência.
O que vai entrar em cena:
• Stoichiometria pra relacionar moles de base adicionada e espécies em solução.
• Na região de buffer HSO₄⁻/SO₄²⁻, a fórmula de Henderson:
com
.
• Depois da 2.ª equivalência, sobra OH⁻ em excesso, calculado por
• Depois da 2.ª equivalência, sobra OH⁻ em excesso, calculado por
Passo 2
- Primeiro, a 1.ª equivalência (neutralização do H⁺ “forte”) ocorre em
- Entre 100 mL e 200 mL a gente está titulando HSO₄⁻ (ácido fraco,
). Forma-se um buffer HSO₄⁻/SO₄²⁻. - No buffer,
Queremos pH 7,0, logo
onde
.
4) Em termos de moles:
4) Em termos de moles:
- moles originais de HSO₄⁻ logo após 1.ª eq. = 0,010 mol.
- chame
os moles de OH⁻ que transformam HSO₄⁻ em SO₄²⁻.
Então
Isto significa que, para pH 7,0, a gente tem que chegar praticamente na 2.ª equivalência, ou seja
mol na segunda etapa.
5) Volume total de OH⁻ para alcançar isso:
5) Volume total de OH⁻ para alcançar isso:
Na prática dá 200,0 mL.
Passo 3
Agora estamos já além da 2.ª equivalência.
- Moles de OH⁻ adicionados =
. - Para neutralizar as 2 etapas do ácido precisamos de 0,020 mol.
- Em excesso sobra
- Concentração de OH⁻ no volume total
(em L):
- Queremos pH 12,16 ⇒ pOH = 14 − 12,16 = 1,84 ⇒
- Igualando:
Resposta
Volume de KOH 0,100 M para:
– pH 7,0 → 200,0 mL
– pH 12,16 → 250,7 mL
– pH 7,0 → 200,0 mL
– pH 12,16 → 250,7 mL