Esboce a curva de titulação esperada para cada uma das seguintes titulações e justifique a sua resposta.
ácido clorídrico 0,10 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}+ ácido fórmico (\mathrm{HCOOH}) 0,10 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} com \mathrm{NaOH} 0,10 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} . \mathrm{K}_{a}=1,8 \times 10^{-4} (Um único ponto de inflexão, pois \mathrm{K}_{\mathrm{a}}>10^{-5}. Somente a acidez total pode ser determinada)

Passo 1

O enunciado trata da titulação de uma mistura contendo ácido clorídrico (força total, concentração 0,10,M) e ácido fórmico (fraco, concentração 0,10,M, \mathrm{K}_a=1,8\times10^{-4}) com NaOH 0,10,M. O conteúdo é “titulação de ácidos mistos” e vamos precisar de:
  1. Cálculo dos volumes estequiométricos de cada ácido.
  2. Avaliar a mudança de pH em cada região de titulação.
  3. Critério de resolvibilidade de inflexões (separação de pK_a e concentração).

Passo 2

Determine os volumes de equivalência de cada ácido. Suponha um volume inicial V_0 da solução:
  • Moles de HCl: 0,10\,V_0
  • Moles de HCOOH: 0,10\,V_0
    Como a base tem 0,10,M, os volumes de NaOH para neutralizar totalmente cada ácido são
V_{1}=\frac{0,10\,V_0}{0,10}=V_0 \quad\text{(equivalência de HCl)}ê
V_{2}=\frac{0,10\,V_0}{0,10}=V_0 \quad\text{(equivalência de HCOOH após HCl)}êó
Logo, a segunda equivalência ocorre em V=V_0+V_2=2\,V_0.

Passo 3

Avalie o pH nos pontos-chave:
  • Inicial V=0: domina HCl 0,10,M, então
\mathrm{pH}\approx -\log(0,10)=1,00.
  • Em V=V_1=V_0: todo HCl foi consumido e ainda sobra HCOOH 0,10,M em volume total V_0+V_1=2V_0, ou seja, \,[\mathrm{HCOOH}]=0,05,M e sem HCOO ^-. O pH desse ácido só leva a um valor em torno de 2–3, sem inflexão acentuada.
  • Entre V_1 e V_2: a base neutra o ácido fraco, mas o “sal-buffer” HCOO ^-/HCOOH se forma pouco a pouco; contudo, pela condição \mathrm{K}_a>10^{-5} e concentrações iguais, essa região não gera um platô bem definido.
  • Em V=V_2=2V_0: termina a neutralização de HCOOH. A partir daí o pH sobe para valores básicos (pH > 8) devido à hidrólise de HCOO ^-.

Passo 4

Critério de observação de inflexões: para ácidos com pK_a<5 em concentração 10^{-1},M a variação de pH entre as duas equivalências não se distancia o suficiente para dar duas bordas de salto bem separadas. Assim, as duas etapas de neutralização (HCl e HCOOH) se fundem numa única subida vertical observável.

Resposta

A curva de titulação terá apenas um ponto de inflexão. Começa em pH \approx 1, sobe lentamente até pH \approx 2–3 em torno de V=V_0, e exibe um único salto vertical até pH > 8 ao redor de V=2V_0. Portanto, só é possível determinar a acidez total da mistura.

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