Qual é o pH no ponto de equivalência de uma titulação de
de
Passo 1
O enunciado pede o pH no ponto de equivalência de uma titulação entre ácido fluorídrico e hidróxido de sódio. Dados fornecidos (vou listar tudo claramente):
,
(concentração inicial do ácido);
,
(concentração da base);
.
Pergunta: qual é o pH da solução no ponto de equivalência?
Pergunta: qual é o pH da solução no ponto de equivalência?
Passo 2
Calcular as mols iniciais de
e de
. Fórmula:
.
Como as mols são iguais, na equivalência todo o
será convertido em seu ânion
.
Passo 3
Calcular a concentração de
no ponto de equivalência após mistura. Volume total:
Concentração de
:
Então, no ponto de equivalência temos uma solução aquosa de
com concentração inicial
.
Passo 4
Explicar a reação que determina o pH:
é base conjugada de
e sofre hidrólise:
A constante de equilíbrio para essa reação é
, e relaciona-se com
por
onde
(produto iônico da água, a
) é
. Usando
:
Passo 5
Montar o equilíbrio e resolver para
. Seja
a concentração de
formada:
inicial: ,
,
.
em equilíbrio: ,
,
.
A expressão de é
inicial:
em equilíbrio:
A expressão de
Como
é muito pequeno, espera-se
, então aproximamos
. Assim
Substituindo números:
Logo
.
Passo 6
Calcular
e
. Definição:
E
Arredondando de forma razoável para duas casas decimais (uso comum em problemas de pH):
Passo 7
Verificação da aproximação
: razão
, que é muito menor que
, portanto a aproximação é válida. Conclusão: pH calculado é confiável.