Gerar a curva de titulação hipotética para a titulação de 25,00 mL de
com o
.
Passo 1
O que o enunciado pede e o que ele dá.
- Pede: gerar uma curva de titulação hipotética (isto é, valores de pH em função do volume de titulante adicionado) ao titular
de com . - Informações fornecidas (peguei todas do enunciado):
- Volume inicial de ácido:
. - Concentração do ácido:
. - Concentração do titulante (hidróxido):
.
- Volume inicial de ácido:
- O objetivo prático aqui: calcular pH em vários pontos ao longo da titulação (antes, no entorno e depois do ponto equivalente) de modo que você consiga traçar a curva pH versus
(volume de NaOH adicionado).
Passo 2
Determinar quantidades fixas e o volume no ponto de equivalência.
-
Cálculo do número de mols iniciais de
. Explicando: número de mols é volume (em litros) vezes concentração. Substituindo os valores (lembre-se de converter mL para L,): -
Volume de NaOH necessário para atingir o ponto equivalente. Explicando: no ponto equivalente moles de OH− adicionados igualam moles de H+ iniciais (relação estequiométrica 1:1 para HCl + NaOH). LogoObservação importante: aqui o volume de equivalência é exatamente igual ao volume inicial do ácido — isso acontece porque as concentrações são iguais (praticamente) e o ácido foi colocado em
.
Passo 3
Fórmulas gerais e estratégias para calcular pH em cada região da titulação (explicação didática).
- Conceito básico: cada adição de NaOH consome H+ em proporção 1:1 até que os H+ se esgotem. Após isso sobra OH− livre.
- Variáveis que usaremos:
-
= volume de NaOH adicionado (em litros). -
= moles de NaOH adicionados. -
(fixo, calculado antes). - Volume total da mistura
.
-
- Três situações:
- Antes do ponto equivalente (
): resta H+ livre. - Moles de H+ restantes:
. - Concentração de
: . - pH:
.
- Moles de H+ restantes:
- No ponto equivalente (
): H+ consumidos completamente. - Solução é basicamente água contendo o sal neutro
; para titulação forte/forte assumimos (a menos que se considere efeitos de força iônica; aqui ignoramos isso).
- Solução é basicamente água contendo o sal neutro
- Depois do ponto equivalente (
): sobra OH−. - Moles de OH− em excesso:
. - Concentração de
: . - pOH:
. - pH:
(assumindo ).
- Moles de OH− em excesso:
- Antes do ponto equivalente (
Passo 4
Escolha dos pontos para calcular e montar a curva. Estratégia: calcular pH em volumes representativos que mostram o comportamento (inicial, alguns pontos antes do equivalência, pontos muito próximos do equivalência, ponto equivalente, logo após, e pontos bem além). Vou calcular para os volumes de NaOH:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
(todos em mL). Esses pontos permitem traçar a curva rica em detalhes perto da virada.
Nota: em todos os cálculos vou manter a mesma regra: converter mL para L pela multiplicação por
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Passo 5
Cálculo ponto a ponto — explicando e mostrando contas.
- Volume adicionado
(início)
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(bem perto do equivalente)
-
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. -
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-
(muito próximo do equivalente)
-
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. -
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. -
.
-
(ponto equivalente)
-
igual a . - H+ consumidos completamente; solução é água +
(sal neutro). - Assumimos
(condição padrão ).
-
(logo após o equivalente)
-
. -
. -
(excesso). -
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Passo 6
Interpretações e dicas de desenho da curva (como usar os pontos para traçar o gráfico).
- Antes do equivalente: curva com pH aumentando lentamente de
para valores mais altos conforme o ácido é neutralizado. A inclinação aumenta à medida que nos aproximamos do equivalente. - Perto do equivalente: mudança rápida (curva íngreme) entre aproximadamente
e . Por isso é importante calcular pontos muito próximos do equivalente para ver a “virada”. - No equivalente: pH aproximadamente
. - Após o equivalente: pH sobe rapidamente e se aproxima do comportamento dominado por excesso de
, tendendo a valores básicos conforme mais titulante é adicionado. - Para desenhar a curva: colocando os pontos
calculados e ligando-os suavemente, com atenção à região de rápida variação entre e , obtém-se a titração típica ácido forte vs base forte.