Em uma titulação de 10 mL de solução de
com
, calcule o pH da solução resultante quando se adiciona os seguintes volumes do titulante:
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar tudo claramente):
- Volume inicial da solução de ácido acético:
. - Concentração do ácido acético:
. - Titulante: solução de
com concentração . - Volume de titulante adicionado:
.
O que se pede: calcular o valor doda solução resultante depois de adicionar de .
Passo 2
Calcular as mols iniciais de ácido acético. Uso a relação geral
onde
é o número de mols,
é a concentração (em
) e
é o volume (em
). Convertendo o volume inicial para litros:
. Então
Passo 3
Calcular as mols de
adicionadas (vêm do
). Volume de titulante em litros:
. Assim
Passo 4
Comparando as mols:
e
. Ou seja, há exatamente a mesma quantidade estequiométrica: é o ponto de equivalência (todas as mols de ácido foram consumidas). A reação é
Portanto, após a reação restam apenas as mols de acetato formadas, iguais a
(mais o contra-íon
, que é espectador).
Passo 5
Calcular a concentração do ânion acetato na solução final. Volume total da solução:
Concentração do acetato:
Passo 6
Explicação da química que gera o
: no ponto de equivalência só há o íon conjugado
, que é uma base fraca porque sofre hidrólise:
A constante de equilíbrio desta hidrólise é
, relacionada por
onde
é a constante de ionização da água e
é a constante ácida do ácido acético. Usarei os valores usuais a
:
Logo
Passo 7
Montar a expressão de equilíbrio para a hidrólise. Se chamar
a concentração de
produzida, no equilíbrio teremos aproximadamente:
onde
. A aproximação usada é que a variação
é muito menor que
(vamos verificar depois). Assim
Calculemos o produto interno:
Tomando raiz quadrada:
Passo 8
Calcular
e depois
. Lembre que
Assim
e
Passo 9
Verificação da aproximação
: a razão é
ou seja,
, muito pequena. Portanto a aproximação usada é válida e os valores acima são confiáveis.