Considere a titulação de 25 mL de
com
. 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 (
) com concentração de 0,1 M sendo titulada com 25 mL de ácido clorídrico (
) também com concentração de 0,1 M. Nosso objetivo é calcular o pH da solução após a adição de 25 mL de
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
e
que temos inicialmente. Usamos a fórmula:
Para a amônia:
Para o ácido clorídrico:
Passo 3
Agora, vamos ver a reação que acontece entre a amônia e o ácido clorídrico:
Como as quantidades de mols de
e
são iguais, toda a amônia irá reagir com o ácido, formando íons amônio (
) e cloreto (
).
Passo 4
Após a reação, teremos 0,0025 mol de
em um volume total de 50 mL (25 mL de
+ 25 mL de
). A concentração de
será:
Passo 5
Sabemos que
é o ácido conjugado da amônia e pode sofrer hidrólise na água:
Para calcular o pH, precisamos determinar a concentração de íons hidrogênio (
) resultante dessa reação.
Passo 6
Primeiro, vamos encontrar a constante de ionização ácida (
) para
. Sabemos que:
Onde
e
para
é aproximadamente
. Então:
Passo 7
Agora, aplicamos a expressão de
na reação de hidrólise:
Assumindo que a concentração de
formada é igual a
e que essa quantidade é pequena comparada com
, podemos simplificar:
Onde
. Resolvendo para
:
Passo 8
Finalmente, calculamos o pH usando a concentração de íons hidrogênio:
Resposta
Após a adição de 25 mL de
à solução de amônia, o pH da solução é aproximadamente 5,28.