Considere uma titulação de
de um ácido HA fraco
, ambos com a concentração de
. Responda:
Qual o valor do pH quando houver
de ácido em excesso?
)
Qual o valor do pH quando houver
Passo 1
O enunciado pede o valor do pH da solução durante a titulação de ácido fraco quando há
de ácido em excesso. Dados fornecidos:
e informação adicional: após adição de base, sobra exatamente
da solução ácida sem reagir (isto é, ácido em excesso de
). O que se pede: calcular o pH nessa situação.
Passo 2
Primeiro vamos transformar volumes em litros e calcular as quantidades de matéria (moles). Lembre que
Convertemos
e
.
Passo 3
Calculamos os mols iniciais de ácido HA:
Em unidades menores:
.
Passo 4
Calculamos os mols de ácido que permanecem não neutralizados (o excesso de
):
Isto é
.
Passo 5
Mols de ácido que foram neutralizados pela base (diferença):
Como a reação é
, os mols de NaOH consumidos são iguais a
.
Passo 6
Volume de NaOH adicionado:
Passo 7
Volume total da mistura após adição:
Passo 8
Mols de
presentes: cada mol de NaOH consumido forma 1 mol de
. Logo
Mols de HA restantes já calculados:
Portanto temos uma solução tampão (mistura de ácido fraco HA e sua base conjugada A^-).
Passo 9
Para tampões usa-se a equação de Henderson–Hasselbalch, que vem de
. Reorganizando:
Tomando
em ambos os lados e usando
e
, obtemos
Aqui
e
são concentrações mol·L^{-1} finais na solução (mols divididos pelo volume total).
Passo 10
Calculamos
:
Passo 11
Podemos usar diretamente a razão de mols (pois o volume total é o mesmo para ambos), então
Passo 12
Aplicando Henderson–Hasselbalch:
Sabendo que
, obtemos
Passo 13
Comentário final (motivacional): a lógica foi transformar volumes em mols, identificar que sobraram HA e que A^- foi formado — ou seja, temos um tampão — e então usar Henderson–Hasselbalch. Dá pra fazer isso rápido na prova: calcule apenas a razão
e some ao
. Você mandou bem em chegar até aqui, continue praticando que isso vira automático!