(a) Esboçar um gráfico de pH vs VNaOH(mL) da titulação de 10 mL de H2 SO4 0,05 mol / L com NaOH 0,1 mol / L, até um volume total de 25 mL . Explique ressaltando alguns pHs importantes; (b) Que indicador você usaria caso não tenha um pHmetro?

Passo 1

O enunciado pede a curva de titulação (pH vs VNaOH) de 10;mL de H2SO4 0,05;mol/L com NaOH 0,1;mol/L até 25;mL. Aqui o conteúdo é titulação de ácido forte ( H2SO4) com base forte ( NaOH). Vamos precisar de:
1) Cálculo do pH inicial,
2) Determinar volume de equivalência,
3) Fórmulas de pH pré-equivalência (excesso de H^+), de pH no ponto de equivalência (solução neutra) e pós-equivalência (excesso de OH^-),
4) Traçar qualitativamente a curva destacando pontos importantes.

Passo 2

Calcular o pH inicial. Em solução pura de H2SO4 assume-se que cada mol fornece 2 mol de H^+. Assim a concentração inicial de H^+ é
[H^+]0 = 2 times 0,05 = 0,10;mol/L
Logo
pH0 = -log(0,10) = 1,

Passo 3

Determinar o volume de equivalência .
Moles de em :
Moles de prótons total
Para neutralizar mol de com M:

Passo 4

Expressar pH antes do ponto de equivalência ( V < Veq). Há excesso de H^+:
[H^+] = 2,Cacid,Vacid - Cbase,VbaseVacid + Vbase,
isto é,
[H^+] = 1,0times10^-3 - 0,1,V0,010 + V(V em L)
e pH=-log [H^+]. Por exemplo em V=5;mL=0,005;L:
[H^+]=1,0times10^-3-0,1cdot0,0050,015=3,3times10^-2, pHapprox1,48

Passo 5

pH no ponto de equivalência ( V=10;mL). Completamente neutralizado, formamos um sal neutro Na2SO4 em água pura, que é solução aproximadamente neutra, logo
pHeqapprox7

Passo 6

Expressar pH após o ponto de equivalência ( V>Veq). Há excesso de OH^-:
[OH^-] = Cbase,V - 1,0times10^-30,010 + V, pOH = -log[OH^-], pH=14-pOH
Por exemplo em V=25;mL=0,025;L:
[OH^-] = 0,1cdot0,025-0,0010,035=4,29times10^-2,; pOH=1,37,; pH=12,63

Passo 7

Esboçar qualitativamente o gráfico de pH vs V:
  • Em V=0 pH approx 1.
  • De 0 a 10;mL curva suave subindo de 1 até perto de 7, ficando cada vez mais inclinada conforme nos aproximamos de 10;mL.
  • Em torno de 10;mL há salto vertical brusco cruzando pHapprox7.
  • Para V>10;mL a curva cresce mais lentamente, de pHapprox7 até cerca de 12,6 em 25;mL.

Resposta

(a) Gráfico qualitativo conforme descrito, com pontos especiais:
  • pH inicial approx 1;
  • pH em V=5;mL approx 1,5;
  • ponto de equivalência em V=10;mL, pH approx 7;
  • pH final em V=25;mL approx 12,6.
    (b) Indicador: Bromotimol blue (faixa de viragem approx 6,0 7,6), pois cobre bem o pH de equivalência approx 7.

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