QUESTÃO 02: Considerando a titulação de
de uma solução de ácido sulfúrico (
ácido forte)
com uma solução hidróxido de sódio ( NaOH - base forte)
, faça o que se pede:
a. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer antes de iniciar a adição da solução de base. R: pH = 1,10
b. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
da solução de base (antes do ponto de equivalência). R :
c. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
da solução de base (no ponto de equivalência). R :
d. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
da solução de base (após o ponto de equivalência). R: pH=12,30
REAÇÃO:
a. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer antes de iniciar a adição da solução de base. R: pH = 1,10
b. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
c. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
d. Calcule o valor de pH da solução presente no Erlenmeyer após adição de
REAÇÃO:
Passo 1
O enunciado pede quatro valores de pH numa titulação entre ácido sulfúrico
(ácido forte, diprótico) e hidróxido de sódio
(base forte). Dados relevantes fornecidos:
Perguntas:
a. pH da solução antes de adicionar base.
b. pH após adição de de NaOH.
c. pH após adição de de NaOH (ponto de equivalência).
d. pH após adição de de NaOH (após equivalência).
a. pH da solução antes de adicionar base.
b. pH após adição de
c. pH após adição de
d. pH após adição de
Passo 2
Primeiro calculemos quantidades iniciais (mols) do ácido e a ideia sobre quantos prótons ele fornece. Como
é diprótico e, nas concentrações dadas, podemos considerar que cada mol fornece dois prótons (ou seja, primeira dissociação forte e a segunda praticamente completa para essa ordem de grandeza). Vamos achar os mols de
:
Cada mol de
fornece dois prótons, logo mols de
inicialmente:
O volume inicial da solução (antes de adicionar base) é
.
Passo 3
Agora calculamos o pH inicial (item a). Definição usada:
, onde
é a concentração de íons hidrogênio em mol·L
. A concentração
inicial é:
Então
Explicação pedagógica rápida: o logaritmo transforma concentrações em uma escala mais manejável; para calcular à mão, use que
.
Passo 4
Preparação para as titulações parciais: sempre calcule os mols de NaOH adicionados, subtraia os mols de
neutralizados (1 mol
neutraliza 1 mol
), e divida o excesso (ou déficit) pelo volume total após adição para obter a concentração final relevante (
se ainda for ácido em excesso, ou
se for excesso de base). Lembre-se que volumes somam:
.
Passo 5
Caso (b): após adição de
de NaOH. Primeiro os mols de NaOH adicionados:
Esse NaOH consome
de
. Mols de
restantes:
Volume total após adição:
Concentração de
após adição:
Agora o pH:
Comentário prático: estamos antes do ponto de equivalência, então ainda sobra ácido e é direto usar
para o pH.
Passo 6
Caso (c): após adição de
de NaOH (ponto de equivalência). Mols de NaOH adicionados:
Isto é exatamente igual aos mols de
iniciais
, portanto todo o
foi consumido e chegamos ao ponto de equivalência. No frasco temos agora apenas o sal
(e água). Explicação sobre pH no ponto de equivalência: a base conjugada (
) é uma base muito fraca (conjugada de um ácido relativamente forte no segundo passo), e o cátion
é neutro; portanto a solução resultante é praticamente neutra. Assim:
(para a precisão pedida, podemos concordar com
).
Passo 7
Caso (d): após adição de
de NaOH (após o ponto de equivalência). Mols de NaOH adicionados:
Mols de
iniciais eram
, então há excesso de base:
Volume total:
Concentração de
em excesso:
Agora usamos definição de
e relação
(em condições padrão, a
):
Interpretação: após o ponto de equivalência há excesso de
, então a solução é básica; o pH calculado é
.
Resposta
a.
b.
c.
d.
b.
c.
d.