Questão 06

Após a finalização de procedimentos experimentais no laboratório houve a geração de 200 mL de resíduo de solução de ácido acético 1 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}. Para o correto descarte desta solução é necessário realizar a neutralização com uma base até acertar o pH entre 6,0 e 8,0 . No laboratório, dispomos de solução de \mathrm{NaOH} 3 \mathrm{molL}^{-1} para a neutralização. Sabendo disso, qual o volume de solução de NaOH deve ser adicionado ao resíduo de solução de ácido acético para se obter uma solução de \mathrm{pH} 6,00 ? Dado: \mathrm{H}=1,00 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ; \mathrm{C}=12,0 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ; \mathrm{O}=16,00 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ; \mathrm{Na}=22,99 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} e Ka =1,75 \times 10^{-5} \mathrm{~g} \mathrm{mol}^{-1}

Passo 1

O enunciado dá 200 mL de solução de ácido acético 1{,}0,mol L ^{-1} que queremos levar a pH 6,00 adicionando NaOH 3 mol L ^{-1}. O conteúdo principal é a preparação de tampão ácido acético/acetato e vamos usar a equação de Henderson–Hasselbalch para determinar a razão entre as concentrações de acetato \mathrm{A^-} e ácido não dissociado \mathrm{HA}.

Passo 2

Calcular as moles iniciais de ácido acético:
n_{\mathrm{HA,0}} = C \times V = 1{,}0\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\times 0{,}200\,\mathrm{L} = 0{,}200\,\mathrm{mol}.

Passo 3

Determinar o \mathrm{p}K_a do ácido acético:
\mathrm{p}K_a = -\log\bigl(K_a\bigr) = -\log\bigl(1,75\times10^{-5}\bigr)\approx4{,}757.

Passo 4

Aplicar Henderson–Hasselbalch para pH 6,00:
\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a + \log\frac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{HA}]} \quad\Longrightarrow\quad 6{,}00 = 4{,}757 + \log\frac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{HA}]}.
Assim
\frac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{HA}]} = 10^{6{,}00 - 4{,}757} \approx 10^{1{,}243} \approx 17{,}53.

Passo 5

Seja x mol de NaOH adicionados. Como cada mol de OH ^- converte um mol de HA em A ^-:
n_{\mathrm{A^-}} = x, \quad n_{\mathrm{HA}} = 0{,}200 - x,
e deve valer
\frac{x}{0{,}200 - x} = 17{,}53.
Resolvendo:
x = 17{,}53\,(0{,}200 - x) \quad\Longrightarrow\quad x = 3{,}506 - 17{,}53\,x \quad\Longrightarrow\quad 18{,}53\,x = 3{,}506 \quad\Longrightarrow\quad x \approx 0{,}1893\,\mathrm{mol}.

Passo 6

Volume de NaOH 3{,}0 mol L ^{-1} necessário:
V = \frac{x}{C} = \frac{0{,}1893\,\mathrm{mol}}{3{,}0\,\mathrm{mol\,L^{-1}}} \approx 0{,}0631\,\mathrm{L} = 63{,}1\,\mathrm{mL}.

Resposta

63{,}1 mL de solução de NaOH 3{,}0,mol L ^{-1}.

Exercícios relacionados