Exercícios Resolvidos de Titulação de Neutralização

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Enunciado

Uma alíquota de 50,00   m L de N a C N   0,050   m o l   L - 1   é titulada com o H C l   0,1000   m o l   L – 1 . A reação é

C N - + H 3 O + ↔ H C N + H 2 O

Calcular o pH após a adição de ( a )   0,00 ;   ( b )   10,00 ;   ( c )   25,00 ;   e   ( d )   26,00   m L de ácido.

Dado: K a H C N = 6,2 × 10 - 10

Passo 1

Temos N a C N , que em contato com a água reage da seguinte forma:

C N - + H 2 O ↔ H C N + O H -

Seu K b pode ser dado por:

K b = O H - H C N C N -

Olhando a reação química vemos que O H - = [ H C N - ] e vamos lembrar que:

K w = K a K b

O problema nos da K a = 6,2 × 10 - 10 , a constante de ionização da água é K w = 1,00 × 10 - 14 , podemos substituir e ficamos com:

K b = K w K a = O H - H C N C N - = O H - 2 C N -

Isolando a hidroxila:

O H - = C N - K a K w

Agora podemos substituir e calcular:

O H - = 0,050   m o l   L - 1 1,00 × 10 - 14 6,2 × 10 - 10 = 8,97 × 10 - 4 m o l   L - 1

E agora o p H :

p H = 14 - p O H

Se p O H = - log ⁡ O H - :

p H = 14 + log ⁡ O H - = 14 + log ⁡ 8,97 × 10 - 4

Calculando:

p H = 10,95

Passo 2

A letra ( b )   pele pra a gente calcular o p H após a adição de 10,00   m L de ácido, vamos pegar aquela expressão de K b que usamos lá em cima:

K b = K w K a = O H - H C N C N -

Vamos isolar a concentração de O H - :

O H - = K w K a H C N C N -

A concentração restante de C N - podemos calcular diminuindo o N a C N que reagiu com o H C l :

C N - =   N a C N × V N a C N - H C l × V H C l V N a C N + V H C l

Substituindo e calculando:

C N - =   0,050   m o l   L - 1 × 50,00   m L -   0,1000   m o l   L – 1 × 10,00   m L 50,00   m L + 10,00   m L = 1,500 60,00 m o l   L - 1

A concentração de H C N formado a gente calcula considerando a quantidadde de ácido adicionado:

H C N =     0,1000   m o l   L – 1 × 10,00   m L 50,00   m L + 10,00   m L = 1 , 000 60,00 m o l   L - 1

Agora sim, podemos calcular a concentração de O H - :

O H - = 1,00 × 10 - 14 6,2 × 10 - 10 × 1,000 60,00 m o l   L - 1 1,500 60,00 m o l   L - 1

Calculando:

O H - = 1,075 × 10 - 5   m o l   L - 1

Agora o p H :

p H = 14 + log ⁡ O H - = 14 + log ⁡ 1,075 × 10 - 5  

Achamos:

p H = 9,03

Passo 3

Agora com a adição de 25,00   m L de ácido, estamos no ponto de equivalência, dessa forma toda a base foi consumida!

K a = H 3 O + [ C N - ] [ H C N ] = 6,2 × 10 - 10

Se C N - = H 3 O + , então podemos isolar a concentração do hidrônio:

H 3 O + = K a H C N

A concentração de H C N pode ser calculada por:

H C N = 25,00   m L × 0,100   m o l   L - 1 50,00   m L + 25,00   m L = 0,0333   m o l   L - 1

Calculando a concentração do hidrônio:

H 3 O + = 6,2 × 10 - 10 × 0,0333   = 4,45 × 10 - 6 m o l   L - 1

E o p H :

p H = - log ⁡ 4,45 × 10 - 6

Calculando achamos:

p H = 5,34

Passo 4

Depois do ponto de equivalência o ácido esta em excesso, então podemos calcular a concentrão do H 3 O + pelo H C l adicionado após o ponto de equivalência:

H 3 O + ≈ c H C l = H C l × V H C l -   N a C N × V N a C N V H C l + V N a C N

Substituindo:

H 3 O + = 0,1000   m o l   L - 1 × 26 , 00   m L - 0,050   m o l   L - 1 × 50,00   m L 26,00   m L + 50,00   m L = 1,32 × 10 - 3 m o l   L - 1

E pra acabar, só falta calcular o p H :

p H = - log ⁡ 1,32 × 10 - 3 = 2,88

Aweeee!!

Resposta

  1. p H = 10,95
  2. p H = 9,03
  3. p H = 5,34
  4. p H = 2,88

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