Na titulação de
de ácido acético
com hidróxido de sódio
. Calcular o pH inicial e após a adição dos seguintes volumes de reagente:
e
.
Passo 1
O enunciado pede o pH inicial e o pH após a adição de
e
de NaOH na titulação de uma solução de ácido acético. Dados fornecidos (vou listar tudo para não nos perdermos):
Perguntas explícitas: calcular o pH
Passo 2
Vou assumir valores padrão à
:
Explico rapidamente as ideias que usaremos (sem pular passos):
- Mols iniciais de ácido:
. - Mols de hidróxido adicionados:
(com em litros). - A reação é estequiométrica:
- Dependendo de quanto OH^- foi adicionado teremos 3 regimes:
- Antes do ponto de equivalência: mistura de ácido e seu sal → tampão (usar Henderson–Hasselbalch).
- No ponto de equivalência: só o sal (base conjugada) → calcular hidrólise para obter
. - Depois do ponto de equivalência: excesso de
→ direto do excesso dividido pelo volume total → pH pela relação com pOH.
Passo 3
Calculemos os mols iniciais de ácido:
Guarde esse número — é a “quantidade de ácido” que vai reagir com o NaOH.
Passo 4
Temos uma solução de ácido fraco com concentração
.
A reação de ionização é
A reação de ionização é
com
.
Fazemos a aproximação usual para ácido fraco: se em equilíbrio, então
Fazemos a aproximação usual para ácido fraco: se
Substituindo:
Verificação rápida da aproximação:
(ou seja,
), então a aproximação é válida.
O pH é
O pH é
Passo 5
Fórmulas úteis que usarei repetidamente:
- Mols de NaOH adicionados:
com em litros. - Após reação, moles restantes de HA e formados de A^- obtêm-se por subtração/adição estequiométrica.
- Volume total após adição:
. - Para tampão (HA + A^-): usar Henderson–Hasselbalch
onde
. Observação: como ambas as espécies ficam no mesmo volume final, a razão
pode ser calculada como razão de mols.
- No ponto de equivalência (apenas
em solução): calcular , e aproximar se for válido. - Depois do ponto de equivalência,
é o excesso dividido por ; então e .
Passo 6
Calculemos os mols de OH^- adicionados:
Reação estequiométrica com
:
Volume total:
É um tampão HA/A^-; use Henderson–Hasselbalch. Primeiro
:
A razão de concentrações é igual à razão de mols:
Logo
(Arredondei para duas casas decimais compatíveis com os dados.)
Passo 7
Mols de OH^- adicionados:
Esse valor é exatamente igual a
, logo chegamos ao ponto de equivalência: todo o ácido foi convertido em
.
Mols de formados:
.
Volume total:
Mols de
Volume total:
Concentração de
no ponto de equivalência:
Agora
sofre hidrólise:
com
Tomando
gerado pela hidrólise,
Verificação:
(muito pequena), então a aproximação é válida.
Calculemos e depois
:
Calculemos
Passo 8
Mols de OH^- adicionados:
Como
, há excesso. O excesso em mols é
Volume total:
Concentração de
em excesso:
Calcule
e
: