Considere a titulação de 25 mL de CH3-COOH 0,1 mol / L com NaOH 0,2 mol / L. Calcular os valores de pH e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados do titulante: 5 mL de NaOH

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma titulação de 25 mL de ácido acético ( CH3COOH) com concentração de 0,1 mol/L utilizando uma solução de hidróxido de sódio ( NaOH) de 0,2 mol/L. Nosso objetivo é calcular o pH após a adição de 5 mL de NaOH e esboçar a curva de titulação correspondente. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de titulação ácido-base, cálculo de concentração após mistura e a relação entre concentração de íons H⁺ e pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de ácido acético presente inicialmente. A fórmula é:
nácido = Cácido times Vácido ááá
Onde:
  • Cácido = 0,1 , mol/Lá
  • Vácido = 25 , mL = 0,025 , Lá
Então,
nácido = 0,1 , mol/L times 0,025 , L = 0,0025 , mol á

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de NaOH adicionados. Usamos a mesma fórmula:
nbase = Cbase times Vbase
Onde:
  • Cbase = 0,2 , mol/L
  • Vbase = 5 , mL = 0,005 , L
Então,
nbase = 0,2 , mol/L times 0,005 , L = 0,001 , mol

Passo 4

Na titulação, a NaOH vai reagir com o CH3COOH de forma que:
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Isso significa que para cada mol de NaOH adicionado, consome-se um mol de ácido acético e forma-se um mol de acetato de sódio ( CH3COONa).
Vamos ver quanto ácido e base restam após a reação:
  • Mols de ácido restante: 0,0025 , mol - 0,001 , mol = 0,0015 , mol
  • Mols de base formada: 0,001 , mol

Passo 5

Agora precisamos calcular as concentrações das espécies presentes na solução após a adição de NaOH. O volume total da mistura é:
Vtotal = Vácido + Vbase = 25 , mL + 5 , mL = 30 , mL = 0,030 , L á
Então, as concentrações serão:
[CH3COOH] = 0,0015 , mol0,030 , L = 0,05 , mol/L
[CH3COONa] = 0,001 , mol0,030 , L approx 0,0333 , mol/L

Passo 6

Como temos uma mistura de ácido fraco ( CH3COOH) e sua base conjugada ( CH3COONa), podemos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH:
pH = pKa + log([A^-][HA])
Sabemos que o Ka do ácido acético é aproximadamente 1,8 times 10^-5, então:
pKa = -log(1,8 times 10^-5) approx 4,74
Substituindo os valores:
pH = 4,74 + log(0,03330,05)
Calculando o logaritmo:
log(0,03330,05) = log(0,666) approx -0,176
Então,
pH = 4,74 - 0,176 = 4,564

Passo 7

Finalmente, vamos esboçar a curva de titulação. No ponto onde adicionamos 5 mL de NaOH, o pH é aproximadamente 4,56. A curva de titulação começará com pH baixo devido ao ácido acético e aumentará à medida que adicionamos NaOH. No ponto específico de 5 mL adicionados, o pH será ligeiramente acima de 4,5, indicando que ainda há excesso de ácido não neutralizado.

Resposta

Após a adição de 5 mL de NaOH, o pH da solução é aproximadamente 4,56. A curva de titulação, nessa etapa, mostrará um aumento do pH de cerca de 4,56 à medida que mais NaOH for adicionada.

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