Exercícios Resolvidos de Titulação de Neutralização

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Enunciado

Para a titulação de 50,00   m L de ácido acético 0,1000   m o l   L - 1 com hidróxido de sódio 0 , 1000   m o l   L - 1 , calcular o p H para a adição de   ( a ) 0,00   m L ;   ( b )   49,00   m L ; ( c )   50,00   m L   ; ( d ) 50,0 , 1 de base.

Dados: K a = 1,75 × 10 - 5 , K w = 1,00 × 10 - 14

Passo 1

A gente esta titulando C H 3 C O O H com N a O H , ou seja um ácido fraco com uma base forte!

Tanto o ácido como a base tem concentração 0,100   m o l   L - 1 , isso vai poupar a gente o trabalho de calcular o volume de equivalência, pois se suas concentrações são iguais, seus volumes também devem ser!

Portanto V e q = 50,00   m L de N a O H , a reação de dissociação do ácido acético é:

C H 3 C O O H ( a q ) + H 2 O ( l ) → H 3 O ( a q ) + + C H 3 C O O ( a q ) -

Então seu K a é:

K a = H 3 O + A c - H A c

O primeiro cálculo é antes da adição de titulante, então podemos coniderar H 3 O + = [ A c - ] , isolando o hidrônio na equação acima:

H 3 O + = K a [ H A ]

Agora a gente pode pegar essa concentração e substituir na fórmula de p H :

p H = - log ⁡   K a   [ H A ]  

O problema nos da K a = 1,75 × 10 - 5 e H A = 0,1000   m o l   L - 1 , substituindo:

p H = - log ⁡   1,75 × 10 - 5   × 0,1000  

Calculando, achamos:

p H = 2,89

Passo 2

A letra ( b ) pede o p H depois da gente adicionar 49,00   m L de N a O H , a concentração do hidrônio é dada por:

H 3 O + = K a H A c N a A c

A concentração do ácido a gente pode calcular diminuindo o número de mols de base adiciona e dividindo pelo novo volume:

H A c = H A c × V H A c -   N a O H × V N a O H V H A c + V N a O H

Substituindo e calculando

H A c = 0,1000   m o l   L - 1 × 50,00   m L - 0,1000   m o l   L - 1 × 49,00   m L 50,00   m L + 49,00   m L = 0,01 99,00 m o l L - 1

Agora se calculando a quantidade de sal formado:

N a A c = 0,1000   m o l   L - 1 × 49,00   m L 50,00   m L + 49,00   m L = 4,900 99,00 m o l   L - 1

Finalmente podemos substituir na fórmula lá de cima, para achar a concentração do hidrônio:

H 3 O + = 1,75 × 10 - 5 × 0,01 99,00 m o l L - 1 4,900 99,00 m o l   L - 1 = 3,57 × 10 - 7

Calculando o p H :

p H = - log ⁡ 3,57 × 10 - 7 = 6,45

Passo 3

Agora, com 50,00   m L de base adicionada, chegamos no ponto de equivalência, aqui todo o ácido foi consumido, então calculamos a concentração do hidróxido:

O H - = [ A c - ] K w K a

Se todo o ácido foi consumido, então podemos dizer que:

A c - = [ H A c ]

Substituindo e calculando:

O H - = 0,100 1,00 × 10 - 14 1,75 × 10 - 5 = 7,56 × 10 - 6

Agora sim, podemos calcular o p H fazendo:

p H = 14 - log ⁡ - O H

p H = 14 - log ⁡ 7,56 × 10 - 6

Calculamos e achamos:

p H = 8,89

Repara que diferente da titulação com ácido e base fortes, aqui o p H no ponto de equivalência não é 7,00 !

Passo 4

Depois do ponto de equivalência a gente tem um excesso de O H - , então a gente pode calcular sua concentração assim:

O H - ≈ c N a O H =   N a O H × V N a O H - H A c × V A c V N a O H + V A c

Substituindo:

O H - =   0,100   m o l   L - 1 × 50,10   m L - 0,100   m o l   L - 1 × 50,00   m L 50,00   m L + 50,01   m L = 1,00 × 10 - 5   m o l   L - 1

O p H a gente calcula do mesmo jeito que fizemos no passo anterior:

p H = 14 - log ⁡ 1,00 × 10 - 5

E finalmente:

p H = 9,00

Resposta

(a ) p H = 2,89

(b) p H = 6,45

(c) p H = 8,89

(d) p H = 9,00

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