Considere a titulação de um ácido forte com uma base fraca: Uma alíquota de 100,0 mL de
foi titulada com uma solução de
. Determine o pH nos volumes de ácido adicionados que são vistos a seguir e faça um gráfico do pH versus
)
f) 12 mL)
f) 12 mL)
Passo 1
O enunciado pede o pH quando foram adicionados
de
a
de
. Dados fornecidos:
Pergunta específica: determinar o pH no ponto em que
.
Passo 2
Entendendo a reação e a estratégia: o íon cianeto reage com o ácido forte segundo
Cada mol de
consome 1 mol de
. Para resolver precisamos:
- calcular os mols de
iniciais e os mols de adicionados (usar ); - ver qual reagente sobra (limiting reagent);
- calcular as concentrações após mistura no volume total;
- determinar se o pH é controlado pelo ácido forte em excesso (caso de excesso de
) ou por um tampão/espécie conjugada (caso contrário). Vou seguir esses passos explícitos.
Passo 3
Calcular mols iniciais:
Calcular mols de
adicionados:
Passo 4
Comparação estequiométrica e produtos:
logo todo
é consumido. Formação de
:
Excesso de ácido forte:
Passo 5
Concentrações após mistura — volume total:
Concentração do
formado:
Concentração do
proveniente do excesso de
:
Observação didática: quando sobra ácido forte, o pH costuma ser dominado pelo
do ácido forte em excesso; porém, como agora existe também
(ácido fraco), devemos verificar se a ionização de
altera significativamente
.
Passo 6
Verificação do efeito da ionização de
: escrevemos a dissociação
com
. Seja
a porção de
que se dissocia; então
Como
é muito pequeno, esperamos
e
; sob essa hipótese aproximamos
Calcule o fator
. Assim
Comparando
com
, vemos que
é desprezivelmente pequeno (ordem
vs
). Portanto a ionização de
não altera de modo mensurável
e podemos tomar
Passo 7
Cálculo do pH:
Arredondando razoavelmente (dados de entrada têm três dígitos em algumas quantidades), obtemos