Titulação de
de
com uma solução padrão de NaOH
. Calcule o pH nas seguintes condições:1-sem adição de NaOH; 2-após adição de
de NaOH; 3-após adição de
de NaOH; 4-após adição de
de NaOH. Faça um esboço da curva de titulação
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede (todos os números foram retirados do enunciado):
- Solução ácida:
com concentração e volume . - Titulante (base):
com concentração . - Pedidos: calcular o pH nas quatro condições:
- sem adição de
(ou seja, volume adicionado ); - após adição de
de ; - após adição de
de ; - após adição de
de .
- sem adição de
- Informação importante (reação de neutralização):
.
Passo 2
Conceitos e fórmulas que vou usar (explicados devagarzinho):
- Número de mols: para qualquer solução, o número de mols é
, onde é a concentração em e é o volume em litros. Atenção: sempre converter para (dividir por ). - Estequiometria da reação: como a reação é 1:1 entre
e , 1 mol de consome 1 mol de . - Concentração de íons após reação: calcular os mols remanescentes de
ou de e dividir pelo volume total final para obter a concentração. - pH e pOH:
e - Interpretação prática:
- Se sobram
: usar . - Se sobram
: primeiro calcular e então . - Se ambos se consumiram exatamente (ponto de equivalência): solução de
aquosa, pH perto de (sal neutro), assumimos a .
- Se sobram
Passo 3
Calcular os mols iniciais de ácido (etapa necessária para todas as condições):
- Converter volume:
. - Mols de
:
Vou usar
em todos os cálculos.
Passo 4
Estratégia geral para cada adição
de
:
- Converter
para litros: . - Calcular
. - Comparar
com : - Se
: sobra ácido ( ); . - Se
: ponto de equivalência, solução neutra (pH ). - Se
: sobra base ( ); .
- Se
- Volume total final:
(em litros). - Concentração do íon em excesso:
ou . - Calcular
ou conforme o caso.
Agora aplico essa receita para cada volume pedido.
Passo 5
-
. - Não houve adição, então os mols de
livres são . - Concentração de
:
- pH:
Passo 6
- Converter volume:
. - Mols de
:
- Comparação:
, então sobra ácido. - Mols de
restantes:
- Volume total:
. - Concentração de
:
- pH: calcular
. Uma forma prática: , então
Sabendo que
obtém-se
Passo 7
- Converter volume:
. - Mols de
:
- Aqui
. Reagem exatamente, não sobra nem nem . - O que resta é uma solução aquosa de
(sal neutro). Em condições padrão (água pura, ) o pH é aproximadamente:
(Nota: pequenas variações por força iônica são desprezíveis para esta questão didática.)
Passo 8
- Converter volume:
. - Mols de
:
- Excesso de base: como
,
- Volume total:
. - Concentração de
:
- Calcular
:
Novamente,
, logo
- Finalmente
:
Passo 9
Como esboçar a curva de titulação (passo a passo, para você desenhar rápido na prova):
- Eixos: eixo horizontal = volume de
adicionado ( ), eixo vertical = . marcar de a no eixo x e de a no eixo y. - Pontos chave já calculados e que devem ser marcados:
-
: . -
: . -
(equivalência): . -
: .
-
- Forma geral da curva: para titulação ácido forte vs base forte espera-se uma curva em “S” monotonicamente crescente com uma subida muito íngreme perto do ponto de equivalência. No início a curva parte baixa (pH ≈ 1), sobe lentamente enquanto há excesso de ácido, depois tem uma subida muito acentuada por volta de
(região de mudança brusca de pH), e após equivalência tende a uma assíntota determinada pelo excesso de base. - Dica visual: desenhe uma seção baixa horizontal-ascendente até cerca de
, uma rampa quase vertical entre ~ e , e então uma seção alta que se nivela acima de pH quando muito excesso é adicionado. - Indique o ponto de equivalência em
e rotule os valores de pH calculados.
Passo 10
Resumo rápido do procedimento (para a prova — decore os passos):
- Calcule
. - Para cada
: calcule , compare com . - Determine
do íon em excesso, calcule sua concentração dividindo pelo volume total. - Use
ou .
Você conseguiu — respira fundo que esses passos são repetitivos e fáceis depois de praticar uma vez.