Question

( alguem me ajuda pelo amor de Deus kkkkk)
Considere que você está no laboratório realizando as titulações abaixo. Esses sistemas representam pontos isolados das titulações realizadas. Identifique em que ponto da titulação cada sistema se encontra e calcule o pH das seguintes soluções no ponto citado:

a) 35,00mL de ácido benzóico (C6H5COOH – pKa = 4,2) 0,1mol/L com 35,00mL de NaOH 0,1mol/L.

b) 50,00mL de benzoato de sódio (C6H5COONa) 0,1mol/L com 25,00mL de HCl 0,2mol/L.

Answer 1

Olá!

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

M1-Antes da adição de titulante - apenas o titulado está contido no recipiente

M2- Adição de certa quantidade de titulado antes do ponto de equivalência ( quando o ponto final da titulação é visualizado ) - nesse momento há excesso de titulado.

M3- No ponto de equivalencia - Onde não existe excesso de matéria nem de titulante nem de titulado, é onde o ponto de viragem é visualizado

M4- Após o ponto de equivalência - nesse momento há excesso de titulante.

Agora com esses conhecimentos podemos começar a resolver a questão:

A) A reação que ocorre entre o ácido benzóico e o hidróxido de sódio está disposta em anexo. Percebemos que a proporção é 1:1 então 1 mol de ácido reage com 1 mol de base. Nesse caso a pergunta não fala mas o ácido é o titulado e a base o titulante pois esta é um padrão secundário. Portanto , durante a 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 equivalencia a quantidade de matéria do ácido é igual a quantidade de matéria da base então podemos relacionar de forma simples como :

CaxVa = Cb x Vb

onde Ca é a concentração do ácido , Va é o volume de ácido , Cb é a concentração da base e 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= 35 ml = 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 definiçoes e aproximaçoes , sabemos que para um ácido fraco no ponto de equilíbrio

[OH]²= Kh x 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 = -log Ka , 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: $\frac{Cb x Vb}{Vtotal}$

Ca: $\frac{0,035*0,1}{0,07}$

Ca:0,05 mol/L

Agora calculamos a [OH-]:

[OH-]²:1,6E-6 X 0,05= 8E-8

[OH-]=2,8E-4

Calculando-se o pOH:3,54

pH: 14-3,54=10,46

pH=10,46

B) A reação que ocorre entre o benzoato de sódio e o ácido clorídrico é também, 1:1.

Precisamos novamente determinar o ponto de equivalência para poder determinar em qual momento da titulação está.

CaxVa = Cb x Vb

onde Ca é a concentração do sal básico , Va é o volume de sal básico , Cb é a concentração da base e 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=$\frac{0,05*0,1}{0,2}$

Va= 25 ml = 0,0025 L

Então o ponto de equilíbrio desse sistema é à 25 ml que é o volume dado no problema então a primeira pergunta está respondida: O momento é o ponto de equivalência .

O ácido clorídrico é um ácido forte

Agora vamos calcular o pH:

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

Por uma série de definiçoes e aproximaçoes , sabemos que para um ácido forte no ponto de equilíbrio

[H+]=[OH-]

e sabemos que kw= 1E-14 = [H+][OH-]

se [H+]=[OH-] kw = [H+]²

[H+]² = 1E-14

[H+]=1E-7

pH = -log(1E-7)= 7

pH=7