Question

Pancreatite é uma doença causada devido à inflamação no pâncreas. Ela pode ser analisada com base na atividade das lipases séricas, que são responsáveis pela quebra das cadeias longas dos triglicerídeos. Em química clínica, você saberia indicar alguma metodologia para diagnosticar essa doença?
A volumetria de neutralização é amplamente empregada nos mais diversos ramos da ciência. No âmbito clínico, por exemplo, após certo tempo de reação entre triglicerídeo e a lipase, o ácido graxo liberado é titulado com NaOH, empregando-se a fenolftaleína como indicador. Assim, a quantidade de ácido graxo produzido está relacionada a atividade da lipase.

A reação dessa quebra pode ser visualizada a seguir:




Imagine que você trabalha como analista de um laboratório específico com intuito de diagnosticar doenças, tais como a pancreatite e, você precisa fazer a análise e indicar o laudo com o diagnóstico positivo ou negativo para a doença. Você consegue imaginar quais seriam as etapas bem como os materiais necessários para a realização da análise? A volumetria de neutralização é capaz de dar esse suporte para se determinar o diagnóstico da doença". De maneira bastante análoga à titulação feita com os ácidos graxos livres e hidróxido de sódio, uma titulação de ácido fórmico também pode ser realizada com hidróxido de potássio.

Dessa forma, calcule o pH depois da adição de cada um dos seguintes volumes de hidróxido de potássio de concentração 0,150 M quando adicionado a uma amostra de 35,0 mL de ácido fórmico (HCHOOH) 0,150 M. Dados: Ka do ácido fórmico 1,80 x 10-4.

a) 17,5 mL;

b) 35,0 mL;

c) 35,5 mL;

Answer 1

Resposta:

A - 3,7447

B - 7,74

C - 11

Explicação:

A - Adição de 17,5 mL

O objetivo é descobrir o pH da solução após adição de 17,5mL de 0,150M de KOH;

Então calcularemos quantos mols de base será adicionado:

Como KOH é uma base forte, a concentração de KOH é igual à concentração de ions hidróxidos de OH-

Sendo M = mol/L

[OH-] = 0,150M = mol/0,0175L = 0,002526mol OH-

Calcularemos também a concentração do ácido antes da adição

[HCOOH] = 0,150M = mol/0,035L = 0,00525mol HCOOH

Caracterizando uma reação de neutralização

                         HCOOH     +     OH-           →       H2O     +     HCOO-

Em mol              0,00525     +   0,002625     →           0      +       0

                         0,002625   +   0,002625

Resultando        0,002625  +        0             →           0      +    0,002625mol

Em volumes 0,035L de HCOOH + 0,0175Lde KOH = 0,0525L

Para descobrir a concentração de ácido e de ions:

[HCOOH] = 0,002625/0,0525 = 0,005M

[HCOO-] = 0,002625/0,0525 = 0,005M

Caracterizando uma solução-tampão

Utilizamos então a equação de henderson-hasselbalch

pH = pKa + Log [A-]/[HA]    

SE pKa = - Log Ka

     Pka = - Log  1,80 x 10-4

     pKa = 3,7447  então

pH = 3,7447 + Log 0,005/0,005

pH = 3,7447 + Log 1

pH = 3,7447, pH da solução de 35mL de HCOOH + 17mL de KOH

B - Adição de 35 mL

Objetivo é descobrir o pH da solução após adição de 35mL de 0,150M de KOH;

Então calcularemos quantos mols de base será adicionado:

Como KOH é uma base forte, a concentração de KOH é igual à concentração de ions hidróxidos de OH-

Sendo M = mol/L

[OH-] = 0,150M = mol/0,035L = 0,00525mol OH-

Calcularemos também a concentração do ácido antes da adição

[HCOOH] = 0,150M = mol/0,035L = 0,00525mol HCOOH

Temos a seguinte reação

                         HCOOH     +     OH-           →       H2O    +     HCOO-

Em mol              0,00525     +   0,00525      →           0      +       0

                         0,00525     +   0,00525

Resultando              0          +        0            →           0      +    0,00525mol

Em volumes 0,035L de HCOOH + 0,035Lde KOH = 0,07L

Como a nossa base neutralizou todo o ácido precisamos descobrir a concentração de ions em ponto de equivalência

[HCOO-] = 0,00525/0,07 = 0,075M esses ions reagem com a água, então

Equilibrando a equação     HCOO-      +      H2O      ⇄      HCOOH     +     OH-

Inicial                                 0,00525                0                         0                   0

Durante a mudança             -X                                                +X                 +X

Em equilíbrio                    0,00525 -X                                        X                   X

Kb = (X.X)/0,00525-X   Sendo x ≅  0 e podendo ser desprezado

Ka . Kb =  1,0 x 10-14

1,80 x 10-4 . Kb = 1,0 x 10-14

Kb =5,6 x 10-11

5,6 x 10-11 = X2/0,00525

X = √ 2,94 x 10 -13

X = 5,42 x 10-7 [OH-]

Se pOH = Log [OH-]

    pOH = Log [ 5,42 x 10-7]

    pOH = 6,266 e

Se pH + pOH = 14

    pH + 6,266 = 14

    pH = 14 – 6,266

    pH = 7,74, pH da solução de 35mL de HCOOH + 35mL de KOH

C – Adição de 35,5 mL

O objetivo é descobrir o pH da solução após adição de 35,5mL de 0,150M de KOH;

Então calcularemos quantos mols de base será adicionado:

Como KOH é uma base forte, a concentração de KOH é igual à concentração de ions hidróxidos de OH-

Sendo M = mol/L

[OH-] = 0,150M = mol/0,0355L = 0,005325mol OH-

Calcularemos também a concentração do ácido antes da adição

[HCOOH] = 0,150M = mol/0,035L = 0,00525mol HCOOH

E volumes 0,035L de HCOOH + 0,0355Lde KOH = 0,075L

Se 0,00525 mol de OH- neutralizam todo o HCOOH e eu tenho 0,005325 mol de OH-, temos 0,000075 mol de OH- sobrando

Assim   [OH-] = 0,000075/0,075

            [OH-] = 0,001

pOH = - Log [OH-]

pOH = - Log 0,001

pOH = 3

Se pH + pOH = 14

    pH = 14 – 3

    pH = 11, pH da solução de 35mL de HCOOH + 35,5mL de KOH