Question

identifique em que ponto da titulação cada sistema se encontra e calcule o pH das seguintes soluções no ponto citado: 35,00ml do acido benzoico { C6H5COOH- pka= 4,2} 0,1 mol/l com 35,00ml de NaOH 0,1 mol/L

Answer 1

pH=10,46, agora vamos entender um pouco de como chegamos nesse resultado.

A titulação consiste em um método volumétrico para a determinação da concentração de um analítico de interesse através da reação com um reagente conhecido e quantificado. Existem alguns momentos que podem ser determinados em uma titulação :

A reação que ocorre entre o ácido benzoico e o hidróxido de sódio está na imagem.

Percebemos que a proporção é 1:1 então 1 mol de ácido reage com 1 mol de base. O ácido é o titulado e a base o titulante pois esta é um padrão secundário, logo , no momento da titulação apenas o volume da base pode variar.

Primeiro precisamos determinar o ponto de equivalência para poder determinar em qual momento da titulação está. No ponto de equivalência a quantidade de matéria do ácido é igual a quantidade de matéria da base então podemos relacionar de forma simples como :

$Ca.Va = Cb.Vb$

Ca é a concentração do ácido.

Va é o volume de ácido.

Cb é a concentração da base.

Vb é o volume da base.

A incógnita dessa equação seria qual o volume de ácido no ponto de equilíbrio (pois como citado o volume de ácido é constante por ele ser o titulado) então temos que :

$Vb=\frac{Ca.Va}{Cb} \\Vb=\frac{0,035.0,1}{0,1} \\Va=35ml=0,0035 L$

Então o ponto de equilíbrio desse sistema é quando o volume de ácido é igual à 35 ml que é o volume dado no problema então a primeira pergunta está respondida: O momento é o ponto de equivalência .

O ácido benzoico é um ácido fraco.

Agora vamos calcular o pH:

Por definição $pH= -log[H+] , pOH=-log[OH-] E pH+pOH=14$

Por uma série de definições e aproximações , sabemos que para um ácido fraco no ponto de equilíbrio.

$[OH]^2=Kh.Ca$ onde Ca é a concentração do ácido dissociado , Kh é Kw/ka e kw é constante de dissociação da água. Vamos começar calculando Kh:

$pKa=-logKa$ , como temos o valor de $pKa=4,2 ka:6,3E-5$

$kw= 1E-14 Kh: 1,6E-6$

Agora vamos calcular Ca :

A concentração de ácido dissociado é igual à concentração de base adicionada :

$Ca:\frac{C_{b}.V_{b} }{V_{total}} \\Ca:\frac{0,035.0,1}{0,07}  Ca:0,05 mol/L$

Agora calculamos a [OH-]:

$[OH-]^2:1,6E-6.0,05= 8E-8[OH-]=2,8E-4$

Calculando-se o pOH:3,54

$pH: 14-3,54=10,46 pH=10,46$

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