Considere que você está num laboratório fazendo a determinação de um ácido monoprótico fraco com NaOH padronizado com concentração 0,1200 mol / L. Sabendo que foram gastos 25,35 mL de base para titular 25,00 mL do ácido, responda:
a) Sabendo que o pH da solução do ácido puro é 2,77, qual o Ka do ácido? (Ka = 2,37x10-5)
b) Qual indicador você utilizaria para detectar o ponto final da titulação? Fenolftaleína ( pKa=9,30 ), vermelho de metila (pKa=5,00) ou alaranjado de metila (pKa=3,50) ? Justifique sua escolha.

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é calcular o Ka de um ácido monoprótico fraco, sabendo o pH da solução pura dele e quantos mililitros de NaOH (0,1200 M) gastamos pra titular 25,00 mL desse ácido. Depois, a gente vai escolher qual indicador usar no ponto final da titulação. Pra isso, vamos precisar de:
  1. Conceito de pH e a relação [H^+]=10^-pH
  2. Expressão de Ka para a reação
  3. Como achar a concentração inicial do ácido via moles de base consumida
  4. Noções de indicador: muda de cor em torno de

Passo 2

Primeiro, descobrimos a concentração inicial do ácido ( C=0,0030420,02500=0,12168 mol/L ).
  • Moles de NaOH gastos = .
  • Como é titulação 1:1, moles de HA iniciais = 0,003042 mol.
  • Volume de ácido = 25,00 mL = 0,02500 L.
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Passo 3

Agora usamos o pH da solução pura (2,77) pra achar HA<=ftharpoons H^+ + A^-, [H^+]=[A^-]=x,;;[HA]=C-x e o Ka=[H^+][A^-][HA]=x^2C-x =(1,70times10^-3)^20,12168-1,70times10^-3 approx2,37times10^-5 .

  • Numa solução de ácido fraco:
Ou seja

Passo 4

Pra escolher o indicador, a gente precisa saber o pH no ponto de equivalência. Num titulação de ácido fraco com base forte, esse pH é maior que 7 porque sobra o ânion pHeq=tfrac12l(pKw + pKa + log Cbr), . Uma fórmula prática é:
pHeq=tfrac12l(14 + 4,63 + log0,06044r) approx8,70
onde é a conc. da base conjugada no eq.
  • .
  • .
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Passo 5

Um indicador funcione bem se seu estiver perto do , digamos num intervalo de .
  • Fenolftaleína muda entre 8,3 e 10,3 ✓
  • Vermelho de metila muda entre 4,0 e 6,0 ✗
  • Alaranjado de metila muda entre 2,5 e 4,5 ✗
Então escolhemos a fenolftaleína.

Resposta

a)
b) Indicador: fenolftaleína, pois seu intervalo de mudança (≈8,3–10,3) engloba o .

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