10,0 mL de uma solução 0,10 mol/L de NH3 são titulados com HCl 0,10 mol/L. Calcule o pH da solução depois da adição de:

(a) 1,0 mL do HCl

(b) 5,0 mL do HCl

(c) 9,0 mL do HCl

(d) 9,9 mL do HCl

(e) 10,0 mL do HCl

Agora faremos a reação para cada um deles, observando o que sobra no final para pensarmos no pH da solução após a adição de HCl.

Reação: NH3 + HCl ↔ NH4Cl

(a)Quadrinho de reação:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Início: 10-3 0,1. 10-3 -

Esteq.: -0,1.10-3 -0,1.10-3 +0,1.10-3

Final: 9.10-4 0 10-4

Como no final teremos apenas NH3 e NH4Cl, esse sistema se caracteriza como um tampão básico, ao qual podemos utilizar a equação de Henderson-Hasselbach para determinar o pOH e posteriormente o pH.

(b) Quadrinho de reação:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Início: 10-3 0,5. 10-3 -

Esteq.: -0,5.10-3 -0,5.10-3 +0,5.10-3

Final: 5.10-4 0 5. 10-4

Da mesma forma que na letra a), esse sistema será um tampão básico, logo:

(c) Quadrinho de reação:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Início: 10-3 0,9. 10-3 -

Esteq.: -0,9.10-3 -0,9.10-3 +0,9.10-3

Final: 1.10-4 0 9. 10-4

Da mesma forma que na letra a) e b), esse sistema será um tampão básico, logo:

(d) Quadrinho de reação:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Início: 10-3 0,99. 10-3 -

Esteq.: -0,99.10-3 -0,99.10-3 +0,99.10-3

Final: 0,1.10-4 0 9,9. 10-4

Da mesma forma que nos outros casos, esse sistema será um tampão básico, logo:

(e) Quadrinho de reação:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Início: 10-3 10-3 -

Esteq.: -10-3 -10-3 +10-3

Final: 0 0 +10-3

Nesse caso, como temos apenas NH4Cl no final, estaremos em um caso de hidrólise do cátion (ou hidrólise ácida), pois o sal NH4Cl é um sal de ácido forte (HCl) e base fraca (NH3 ou NH4OH). Assim, o equilíbrio que rege o pH da solução é o equilíbrio da hidrólise:

Quadrinho de hidrólise:

NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+ ; Kh

Início: 10-3 0 10-7

Esteq.: - x - +x +x

Final: 10-3 – x - +x 10-7 + x

Aproximações: Como x é muito pequeno, 10-3 – x ≈ 10-3.

Observações: No início temos 10-7 M de H+ decorrentes do equilíbrio da água (H2O ↔ H+ +OH-)

Testando a aproximação: 10-3 >> 7.10-7 🡪 aproximação válida.

[H+] = 7.10-7 + 10-7 = 8.10-7 🡪 pH ≈ 6,1