FQA_2023_Neutralização_parte 2

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Titulometria de neutralização – parte 2
Titulação de um ácido fraco 
por uma base forte
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
4 Diferentes cálculos são necessários para determinar uma curva de titulação para um ácido fraco 
No início, a solução contém somente um ácido fraco e o pH é calculado a partir da concentração e sua constante de dissociação.
Após adição de titulante (em quantidades próximas, mas não iguais, a uma quantidade equivalente), a solução consiste em uma série de solução tampão.
No ponto de equivalência, a solução possui apenas a base conjugada e o pH é calculado a partir desse produto.
Após o ponto de equivalência, o excesso do titulante (base) reprime o caráter alcalino do produto da reação em tal extensão  pH é controlado em grande parte pela concentração do excesso do titulante. 
Titulação de 50,00 mL de ácido acético 0,1000 mol/L com NaOH 0,1000 mol/L
HAc + H2O  H3O+ + Ac-
nNaOH = nHAc
C x V = C x V
0,1000 x V = 0,1000 x 50,00
V = 50,00 mL
Volume de Equivalência
Titulação de 50,00 mL de ácido acético 0,100 mol/L com NaOH 0,1000 mol/L
pH inicial  antes de iniciar a titulação
HAc + H2O  H3O+ + Ac-
 [H3O+] [Ac-]
 [Hac]
 [H3O+]2
 0,100
[H3O+]2 = 1,75 x 10-6
[H3O+] = 
[H3O+] = 1,32 x 10-3
pH = 2,88
Ka = 1,75 x 10-5
CHAc ≥ 100 x Ka
100 x 1,75x10-5
1,75 x 10-3
Ka =
1,75 x 10-5 =
Após adição de 5,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L
Formação de uma solução tampão
1º n. de mols
HAc = 0,1000 x 50,00 x 10-3 = 5,000 x 10-3 mols
NaOH = 0,1000 x 5,00 x 10-3 = 5,00 x 10-4 mols
20 Reação
HAc + OH-  Ac- + H2O
5,000 x 10-3 5,00 x 10-4 ---
4,50 x 10-3 --- 5,00 x 10-4
Inicio
Fim
3º Concentração final de HAc e Ac- em 55,00 mL de solução
CHAc = n/V = 4,50 x 10-3 / 0,0550
 C= 0,0818 mol/L
CAc- = n/V = 5,00x10-4 / 0,0550
 C= 9,10x10-3 mol/L
CHAc = (0,1000 x 50,00 x 10-3) – (0,1000 x 5,00 x 10-3)
 55,00 x 10-3
0,0818 mol/L
 
Após adição de 5,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L
Outra forma de calcular...
CHAc = n. de mols inicial do ácido – n. de mols da base adicionada 
 volume total da solução
CAc- = 5,00 x 10-3 x 0,1000
 55,00 x 10-3
9,10 x 10-3 mol/L
O Ac- formado é devido o NaOH adicionado
 =
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
 =
Após a adição de 5,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L
 [H3O+] [Ac-]
 [Hac]
pH = ?
HAc + H2O  H3O+ + Ac-
 
 
 [0,0818]
 [9,10x10-3]
[H3O+] = 1,57 x 10-4
 pH = 3,80 
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Ka =
[H3O+]= Ka
[H3O+] = 1,75 x 10-5
 [Hac]
 [Ac-]
Após adição de 25,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L
1º no de mols
HAc = 0,1000 x 50,00 x 10-3 = 5,000 x 10-3 mols
NaOH = 0,1000 x 25,00 x 10-3 = 2,500 x 10-3 mols
20 Reação
HAc + OH-  Ac- + H2O
5,000 x 10-3 2,500 x 10-3 -----
2,500 x 10-3 ------- 2,500 x 10-3
Inicio
Fim
3º Concentração final de Hac e Ac- em 75,00 mL de Solução
CHAc = /V = 2,500 x 10-3 / 0,0750
 C= 0,0333 mol/L
CAc- = /V = 2,500 x 10-3 / 0,0750
 C= 0,0333 mol/L
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Após a adição de 25,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L
pH = ?
HAc + H2O  H3O+ + Ac-
 [H3O+] [Ac-]
 [Hac]
 Ka [HAc]
 [Ac-]
[H3O+] = 1,75 x 10-5 [0,0333]
 [0,0333]
[H3O+] = 1,75 x 10-5
 pH = 4,76
Nesse ponto as concentrações do ácido e da base conjugada são iguais
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Ka = 
[H3O+ ] = 
Após adição de 50,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L - No ponto de Equivalência
1º n. de mols
HAc = 0,1000 x 50,00x10-3 = 5,000 x 10-3 mols
NaOH = 0,1000 x 50,00 x 10-3 = 5,000 x 10-3 mols
20 Reação
HAc + OH-  Ac- + H2O
5,000 x 10-3 5,000 x 10-3 ----
 ---- ---- 5,000x10-3 
Inicio
Fim
Só tenho acetato, portanto o pH depende da hidrólise desse ânion
Concentração de acetato
C = /V
C= 5,000 x 10-3 / 0,100
C = 0,0500 mol/L
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Após adição de 50,00 mL de NaOH 0,1000 mol/L – No ponto de Equivalência 
pH = ?
Ac- + H2O  HAc + OH-
Kw = [H3O+] [OH-]
[H3O+] = Kw/[OH-]
[H3O+] = 1,87 x 10-9
pH = 8,72 (alcalino)
Kb = Kw/Ka
Kb = 1,00 x 10-14 / 1,75x10-5
Kb = 5,71x10-10
Kb x 100 = 5,71 x 10-8
No ponto de equivalência o pH é alcalino
 [HAc] [OH-]
 [Ac-]
 [OH-]2
 [Ac-]
 [OH-]2
 0,050
[OH-]2 = 2,85 x 10-11
[OH-] = 11
[OH-] = 5,34 x 10-6
Kb =
Kb =
5,71x10-10 =
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Após a adição de 50,10 mL de NaOH 0,1000 mol/L
1º no de mols
Hac = 0,1000 x 50,00x10-3 = 5,000x10-3 mols
NaOH = 0,1000 x 50,10x10-3 = 5,010x10-3 mols
20 Reação
HAc + OH-  Ac- + H2O
5,000x10-3 5,010 x 10-3 -
 0,0100 x 10-3 5,00 x 10-3
Inicio
Fim
Após a adição de 50,10 mL de NaOH, o excesso de base e o íon acetato** são fontes de íons hidroxila
Concentração da base residual
C = /V
C= 0,0100 x 10-3 / 0,1001
C = 9,99 x 10-5 mol/L
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Após adição de 50,10 mL de NaOH 0,100 mol/L
pH = ?
Ac- + H2O  HAc + OH-
[OH-] = 9,99 x 10-5
Kw = [H3O+] [OH-]
[H3O+] = Kw /[OH-]
[H3O+] = 1,00 x 10-10
pH = 10 
O excesso de base forte reprime a reação do acetato com a água
**A contribuição do acetato é pequena porque o excesso de base forte reprime a reação do acetato com a água
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
pH = pka
50 mL
PE
25 mL
½ VE
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
4,76
Curva de titulação de um ácido fraco por uma base forte
0	10	25	40	49	49.9	50	50.1	51	60	70	2.88	4.1599999999999975	4.76	5.3599999999999985	6.45	7.46	8.73	10	11	11.96	12.22	Volume de NaOH 0,100 mol/L (mL)
pH
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Importância em conhecer o valores do pKa das moléculas
Possibilita prever qual espécie estará (ácido ou base conjugada) predominante no pH de análise 
Molécula com característica ácida(HA) com pKa de 4,20 (Ka = 6,31 x 10-5)
HA(aq) + H2O(l)-(aq) + H3O+(aq)
Em pH 4,20 existirão 50% do ácido e 50% da base conjugada
Em pH 7,00? Qual espécie predominará??
HA(aq) + H2O(l)-(aq) + H3O+(aq)
Em pH 2,00? Qual espécie predominará??
HA(aq) + H2O(l)-(aq) + H3O+(aq)
Titulação de Ácido Fraco por uma Base Forte
Importância em conhecer o valores do pKa das moléculas
Possibilita prever qual espécie estará (ácido ou base conjugada) predominante no pH de análise 
Molécula com característica ácida(HA) com pKa de 4,20 (Ka = 6,31 x 10-5)
HA(aq) + H2O(l)-(aq) + H3O+(aq)
Em pH 7,00? Qual espécie predominará??
 [H3O+] [A-]
 [HA] 
Ka = 
 [A-] Ka 
[HA] [H3O+] 
= 
 [A-] 6,31X10-5 
[HA] 1,00X10-7
= 
= 631 
 [H3O+] [A-]
 [HA] 
Ka = 
 [A-] Ka 
[HA] [H3O+] 
= 
 [A-] 6,31X10-5 
[HA] 0,01
= 
= 0,006 
Em pH 2,00? Qual espécie predominará??
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