3. Calcule o pH no ponto de equivalência para a titulação de 20 mL de solução 0,1 mol/L de ácido acético com hidróxido de sódio 0,5 mol/L ?
Soluções para a tarefa
Resposta:
pH= 9,13
Explicação:
Dados
V(CH₃COOH)= 20 mL
C(CH₃COOH)= 0,1 mol/L
C(NaOH)= 0,5 mol/L
Ka(CH₃COOH) = 1,80 * 10⁻⁵
- ácido fraco e base forte reagem completamente, pois a constante de equilíbrio envolvida na reação é grande. Neste caso haverá a formação de um sistema tampão envolvendo um par ácido-base conjugado;
- no ponto de equivalência a quantidade de base forte adicionada foi suficiente para reagir com todo o ácido fraco presente na solução, produzindo um sal de ácido fraco e base forte, e água. O pH será determinado pela hidrólise do sal;
1) Reação balanceada que ocorre
CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O (ℓ)
2) Qualquer quantidade de H₃O⁺ adicionado irá consumir uma quantidade estequiométrica de OH⁻;
H₃O⁺(aq) + OH⁻(aq) ⇄ 2 H₂O (ℓ)
3) Cálculo do volume de titulante necessário para atingir o ponto de equivalência.
nº mol NaOH = nº mol CH3COOH
(adicionado até PE) (analito na sol. titulado)
C NaOH * V NaOH add= C CH₃COOH * VCH₃COOH
0,5 mol/L * V NaOH add= 0,1 mol/L * 20 mL
V NaOH até PE= 4 mL
- cálculo do pH no ponto de equivalência
VNaOH add= 4 mL
nºmol NaOH add = C NaOH * VNaOH= 0,5 * 0, 004 = 0,002 mol
CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(ℓ)
Início 0,0100 - - -
Adição - 0,004 - -
Equilíbrio - - 0,004 0,004
[CH₃COONa] = 0,004 ÷ 0,008
[CH₃COONa] = 0,5 mol/L
4) o pH é dado pela hidrólise do acetato
CH₃COO⁻(aq) + H₂O(ℓ) → CH₃COOH(aq) + OH⁻(aq)
Início 0,5 - - -
Equilíbrio 0,5 – x - x x
- no Equilíbrio:
Kh= Kw ÷ Ka = [CH₃COOH] * [OH⁻] ÷ [CH₃COO⁻]
- como x é muito pequeno podemos fazer 0,5 - x= 0,5
Kh= 1,0 * 10⁻¹⁴ ÷ 1,80 * 10⁻⁵ = x * x ÷ 0,5 – x ≅ x² ÷ 0,5
x²= [OH]= 1,0 * 10⁻¹⁴ * 0,5 ÷ 1,80 *10⁻⁵
x= 1,37 * 10⁻⁵
pOH= - log[OH]= -log1,37 * 10⁻⁵
pOH= 4,87
pH= 14 – 4,87
pH= 9,13