Esboce a curva de titulação esperada para cada uma das seguintes titulações e justifique a sua resposta.
ácido cianídrico
com
(Pequena inflexão)
ácido cianídrico
Passo 1
O enunciado pede o esboço da curva de titulação de um ácido fraco, o cianídrico
de concentração
, com uma base forte
de mesma concentração, sabendo que a constante de acidez é
. O conteúdo é titulação ácido fraco–base forte e vamos usar: equilíbrio de dissociação para pH inicial, equação de Henderson–Hasselbalch na região tampão, fórmulas de pH no meio e no ponto de equivalência, e no excesso de base forte.
Passo 2
Calcular o pH inicial de
.
Para ácido fraco em equilíbrio
Para ácido fraco em equilíbrio
usamos a aproximação
Com
e
,
Passo 3
Região tampão (antes de metade do ponto de equivalência):
à medida que adicionamos , formamos
e consumimos
. A cada ponto sabemos as concentrações relativas
e
e aplicamos
à medida que adicionamos
Passo 4
No ponto de meia equivalência temos
e portanto
Passo 5
No ponto de equivalência todo
foi convertido em
de concentração
. Esse ânion hipossalino é básico:
.
Calculamos
Calculamos
Passo 6
Após equivalência, sobressai o
livre. A curva segue aproximadamente a reta de base forte diluída, tendendo a um pH próximo de 13–14 conforme o excesso de
aumenta.
Passo 7
Justificativa da pequena inflexão:
Como é muito baixa
, o ponto de equivalência ocorre em pH alto
e a mudança de pH ao redor desse ponto é mais gradual do que no caso de um ácido fraco moderado. Isso reduz a inclinação máxima da curva (a “verticalidade”) na equivalência, gerando a pequena inflexão observada.
Como
Resposta
Esboço qualitativo da curva pH vs.\ volume de NaOH adicionado:
- Início em
. - Região tampão ascendente, com
na meia equivalência. - Ponto de equivalência em
, com inflexão pouco pronunciada devido ao extremamente baixo. - Após equivalente, curva decresce levemente a pH elevado
conforme o excesso de .