(
pontos) O ácido fórmico ou oficialmente ácido metanoico é um ácido fraco, que, em temperatura ambiente, é um líquido incolor de cheiro irritante. O nome fórmico tem sua origem do latim formica, que significa formiga, dado que a primeira vez que o ácido foi isolado ocorreu por destilação do corpo de uma formiga. Na titulação de 50 mL de ácido fórmico (HCOOH)
, calcule o pH após a adição de 50,00 mL de NaOH. Dados:
Passo 1
O enunciado pede: calcular o pH após adicionar
de NaOH a
de ácido fórmico (
)
. Dados fornecidos relevantes:
- Volume de ácido:
. - Concentração do ácido:
. - Volume de NaOH adicionado:
. - O enunciado não especifica a concentração de NaOH; vou assumir (como é padrão em exercícios deste tipo) que a concentração de NaOH é
. Assim . - Constante de ionização ácida:
. - Constante de ionização da água:
(valor padrão a ).
O objetivo final: obter o valor numérico do pH da solução após a adição desses volumes de reagentes.
Passo 2
Calcular as quantidades de matéria (moles) iniciais de ácido e de base adicionada.
Moles de ácido:
Moles de NaOH (assumindo
):
Comparando as quantidades:
. Isso significa que a base neutraliza completamente o ácido (ponto de equivalência estequiométrico).
A reação de neutralização é:
No ponto de equivalência todo o ácido foi convertido em íon formiato
.
Passo 3
Calcular a concentração do íon formiato
após o término da titulação.
Volume total da solução após mistura:
Moles de
formados = moles iniciais de HCOOH neutralizados =
.
Concentração de
:
Portanto temos uma solução de sal da base conjugada (
) com concentração
.
Passo 4
Determinar a constante básica
do íon formiato a partir de
.
Relação entre
,
e
:
Logo
Calculemos:
Arredondando com razoável precisão:
Passo 5
Montar o equilíbrio de hidrólise do íon formiato e encontrar
.
Equilíbrio:
Se a concentração inicial de
é
e chamarmos de
a concentração de
formada no equilíbrio, então:
-
, -
(formado), -
.
A expressão de
é:
Como
é muito pequeno e
é relativamente grande, podemos usar a aproximação
. Assim:
Substituindo valores:
Calcule a raiz:
Portanto
.
Passo 6
Calcular o pOH e o pH a partir de
.
pOH:
Para computar o log:
Logo
pH:
Arredondando de forma prática para duas casas decimais:
Passo 7
Verificação da aproximação
:
Calcule a fração
:
Isso é muito pequeno (muito menor que
), portanto a aproximação é válida e o resultado confiável.
Resposta
8{,}73