Para titulações de ácidos e bases fracos com bases e ácidos fortes, respectivamente, explique: como você calcularia a constante de dissociação desses eletrólitos fracos utilizando as curvas de titulação condutométricas?
Passo 1
Beleza, o que a questão pede é: “Para uma titulação condutométrica de ácido fraco com base forte (e vice-versa), como eu extraio a constante de dissociação (Ka ou Kb) desse fraco usando a própria curva de condutividade?”
Conteúdo envolvido:
• Curva de titulação condutométrica (κ vs volume de titulante)
• Condutividade molar Λm e sua extrapolação ao infinito diluição (Λ∞)
• Lei de Ostwald da dissociação:
Ka = C·α²/(1–α) (ou Kb análogo)
O que vamos usar:
Conteúdo envolvido:
• Curva de titulação condutométrica (κ vs volume de titulante)
• Condutividade molar Λm e sua extrapolação ao infinito diluição (Λ∞)
• Lei de Ostwald da dissociação:
Ka = C·α²/(1–α) (ou Kb análogo)
O que vamos usar:
- A curva κ×V para achar o ponto de equivalente e a região pós-equivalência.
- Extrapolar Λm → Λ∞.
- Calcular o grau de dissociação α a partir de Λm/Λ∞.
- Inserir em Ka = C·α²/(1–α).
Passo 2
Primeiro, monta a curva de condutividade: mede κ do seu ácido fraco (concentração C₀, volume V₀) enquanto adiciona base forte e registra o volume V adicionado. Você vai ver:
• No começo, muita condutividade por H⁺ (alta mobilidade).
• À medida que o OH⁻ chega, consome H⁺ e vira A⁻ (mobilidade diferente), a κ cai até um mínimo (ponto de equivalência) e depois sobe de novo (excesso de OH⁻).
• No começo, muita condutividade por H⁺ (alta mobilidade).
• À medida que o OH⁻ chega, consome H⁺ e vira A⁻ (mobilidade diferente), a κ cai até um mínimo (ponto de equivalência) e depois sobe de novo (excesso de OH⁻).
Passo 3
Identifica o volume de equivalência Vₑ (no mínimo da curva).
Na região pós-equivalência, a condutividade é dominada por Na⁺ e OH⁻ em excesso. Aí podemos extrapolar a condutividade molar da espécie fraca (no nosso caso, A⁻) ao limite de diluição infinita, Λ∞:
Na região pós-equivalência, a condutividade é dominada por Na⁺ e OH⁻ em excesso. Aí podemos extrapolar a condutividade molar da espécie fraca (no nosso caso, A⁻) ao limite de diluição infinita, Λ∞:
- Converte κ em condutividade molar Λm = κ/(C₀·V₀/(V₀+V)) para vários pontos pós-equiv.
- Plota Λm×(C efetiva) e faz a reta até concentração zero → intercepto em C=0 é Λ∞.
Passo 4
Agora volta ao começo da titulação (antes de chegar em Vₑ). Escolhe um ponto qualquer onde você saiba a concentração efetiva do ácido fraco:
C = C₀·V₀/(V₀+V).
Ali a condutividade molar medida é Λm, que reflete apenas a fração dissociada α:
Λm = α·Λ∞
Logo
α = Λm/Λ∞.
C = C₀·V₀/(V₀+V).
Ali a condutividade molar medida é Λm, que reflete apenas a fração dissociada α:
Λm = α·Λ∞
Logo
α = Λm/Λ∞.
Passo 5
Com α e C em mãos, aplica a Lei de Ostwald da dissociação para ácidos (Kb é análogo para bases):
Ka = C·α²/(1–α).
Ka = C·α²/(1–α).
Resposta
Você determina Ka do ácido fraco por
onde
e
vem da extrapolação da reta de
na região pós-equivalência.