Quantos mililitros de
devem ser adicionados a 213 mL de uma solução de 2,2’-bipiridina
para se alcançar um pH de 4,19 ?
Passo 1
Temos uma solução de
-bipiridina (base
) de volume
e concentração
. Queremos levar o pH dessa solução a
adicionando ácido forte (
) de concentração
.
O equilíbrio de protonação é
O equilíbrio de protonação é
cuja constante ácida da espécie conjugada (
) satisfaz a relação de Henderson– Hasselbalch
Sabemos a partir de tabelas que
do par
é exatamente
.
Passo 2
Aplicando Henderson–Hasselbalch em
, temos
logo
Passo 3
Pela conservação de massa de bipiridina:
Como
e o volume total é o mesmo para ambas as espécies, segue
O número de mols total de
é
logo
Passo 4
Cada mol de
consome
mol de
. Além disso, deve sobrar no meio a concentração livre de
correspondente a
, ou seja
Seja
o volume de ácido adicionado. O número de mols de
livres no equilíbrio é
O total de mols de
fornecido é
e também satisfaz
Substituindo:
Passo 5
Agora numericamente:
Logo
Resposta
Deve-se adicionar aproximadamente
de
.