Considere a titulação de 25 mL de NH3 0,1 mol / L com HCl 0,1 mol / L. Calcular os valores de pH e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados do titulante: 25 mL de HCl

Passo 1

Então, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos 25 mL de uma solução de amônia ( NH3) com concentração de 0,1 M sendo titulada com 25 mL de ácido clorídrico ( HCl) também com concentração de 0,1 M. Nosso objetivo é calcular o pH da solução após a adição de 25 mL de HCl e desenhar a curva de titulação correspondente. Para isso, vamos precisar entender conceitos de titulação ácido-base, cálculos de concentração e reação entre ácidos e bases.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de NH3 e HCl que temos inicialmente. Usamos a fórmula:
Mols = Concentração (M) times Volume (L) çã
Para a amônia:
0,1 , M times 0,025 , L = 0,0025 , mols de NH3
Para o ácido clorídrico:
0,1 , M times 0,025 , L = 0,0025 , mols de HCl

Passo 3

Agora, vamos ver a reação que acontece entre a amônia e o ácido clorídrico:
NH3 + HCl NH4^+ + Cl^-
Como as quantidades de mols de NH3 e HCl são iguais, toda a amônia irá reagir com o ácido, formando íons amônio ( NH4^+) e cloreto ( Cl^-).

Passo 4

Após a reação, teremos 0,0025 mol de NH4^+ em um volume total de 50 mL (25 mL de NH3 + 25 mL de HCl). A concentração de NH4^+ será:
0,0025 , mols0,050 , L = 0,05 , M

Passo 5

Sabemos que NH4^+ é o ácido conjugado da amônia e pode sofrer hidrólise na água:
NH4^+ + H2O rightarrow NH3 + H3O^+
Para calcular o pH, precisamos determinar a concentração de íons hidrogênio ( H3O^+) resultante dessa reação.

Passo 6

Primeiro, vamos encontrar a constante de ionização ácida ( Ka) para NH4^+. Sabemos que:
Ka = KwKb
Onde Kw = 1 times 10^-14 e Kb para NH3 é aproximadamente 1,8 times 10^-5. Então:
Ka = 1 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10

Passo 7

Agora, aplicamos a expressão de Ka na reação de hidrólise:
Ka = [NH3][H3O^+][NH4^+]
Assumindo que a concentração de NH3 formada é igual a [H3O^+] e que essa quantidade é pequena comparada com [NH4^+], podemos simplificar:
Ka approx x^20,05
Onde x = [H3O^+]. Resolvendo para x:
x^2 = Ka times 0,05 = 5,56 times 10^-10 times 0,05 = 2,78 times 10^-11
x = raiz2,78 times 10^-11 approx 5,27 times 10^-6 , M

Passo 8

Finalmente, calculamos o pH usando a concentração de íons hidrogênio:
pH = -log([H3O^+]) = -log(5,27 times 10^-6) approx 5,28

Resposta

Após a adição de 25 mL de HCl à solução de amônia, o pH da solução é aproximadamente 5,28.

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