Na titulação de 25,0 mL de HCl 0,0250 mol L-1, contida em um erlenmeyer, utilizando-se uma solução de NaOH 0,0500 mol L-1 e calcule o pH da solução...

Para calcular o pH da solução nas diferentes situações de adição de volume de NaOH, é necessário utilizar a equação da neutralização entre ácido e base: HCl + NaOH → NaCl + H2O Nessa reação, ocorre a formação de cloreto de sódio (NaCl) e água (H2O). Como o NaCl é um sal neutro, ele não interfere no pH da solução. Para calcular o pH, é necessário determinar a quantidade de HCl que reagiu com a base em cada situação. Para isso, utiliza-se a equação: n(HCl) = C(HCl) x V(HCl) Onde: n(HCl) = quantidade de HCl em mol C(HCl) = concentração de HCl em mol/L V(HCl) = volume de HCl em L Assim, temos: n(HCl) = 0,0250 mol/L x 0,0250 L = 6,25 x 10^-4 mol a) Ponto inicial (zero adição de NaOH): Nesse caso, todo o HCl está presente na solução. Portanto, a concentração de HCl é de 0,0250 mol/L e o pH pode ser calculado utilizando a equação: pH = -log[H+] [H+] = C(HCl) = 0,0250 mol/L pH = -log(0,0250) = 1,60 b) Adição de 5,00 mL de NaOH: Nesse caso, a quantidade de NaOH adicionada é: n(NaOH) = C(NaOH) x V(NaOH) n(NaOH) = 0,0500 mol/L x 0,00500 L = 2,50 x 10^-4 mol Como a reação é 1:1, a quantidade de HCl que reagiu é a mesma que a quantidade de NaOH adicionada: n(HCl) = n(NaOH) = 2,50 x 10^-4 mol A quantidade de HCl que ainda não reagiu é: n(HCl) = 6,25 x 10^-4 mol - 2,50 x 10^-4 mol = 3,75 x 10^-4 mol O volume total da solução é de 25,0 mL + 5,00 mL = 30,0 mL = 0,0300 L. Portanto, a concentração de HCl é: C(HCl) = n(HCl) / V(total) C(HCl) = 3,75 x 10^-4 mol / 0,0300 L = 0,0125 mol/L O pH pode ser calculado como antes: pH = -log[H+] [H+] = C(HCl) = 0,0125 mol/L pH = -log(0,0125) = 1,90 c) Adição de 12,50 mL de NaOH: Nesse caso, a quantidade de NaOH adicionada é: n(NaOH) = C(NaOH) x V(NaOH) n(NaOH) = 0,0500 mol/L x 0,01250 L = 6,25 x 10^-4 mol A quantidade de HCl que reagiu é a mesma que a quantidade de NaOH adicionada: n(HCl) = n(NaOH) = 6,25 x 10^-4 mol A quantidade de HCl que ainda não reagiu é: n(HCl) = 6,25 x 10^-4 mol - 6,25 x 10^-4 mol = 0 mol Todo o HCl reagiu com o NaOH adicionado. Portanto, a solução é uma solução de NaCl com concentração de 0,0500 mol/L. O pH de uma solução de NaCl é neutro, ou seja, pH = 7. d) Adição de 15,00 mL de NaOH: Nesse caso, a quantidade de NaOH adicionada é: n(NaOH) = C(NaOH) x V(NaOH) n(NaOH) = 0,0500 mol/L x 0,01500 L = 7,50 x 10^-4 mol A quantidade de HCl que reagiu é a mesma que a quantidade de NaOH adicionada: n(HCl) = n(NaOH) = 7,50 x 10^-4 mol A quantidade de HCl que ainda não reagiu é: n(HCl) = 6,25 x 10^-4 mol - 7,50 x 10^-4 mol = -1,25 x 10^-4 mol Como a quantidade de HCl que ainda não reagiu é negativa, significa que todo o HCl reagiu com o NaOH adicionado e ainda sobrou NaOH na solução. A quantidade de NaOH que sobrou é: n(NaOH) = 7,50 x 10^-4 mol - 6,25 x 10^-4 mol = 1,25 x 10^-4 mol O volume total da solução é de 25,0 mL + 15,00 mL = 40,0 mL = 0,0400 L. Portanto, a concentração de NaOH é: C(NaOH) = n(NaOH) / V(total) C(NaOH) = 1,25 x 10^-4 mol / 0,0400 L = 3,13 x 10^-3 mol/L A concentração de NaOH é maior que a concentração de HCl inicial, portanto a solução é básica. O pH pode ser calculado utilizando a equação: pOH = -log[OH-] [OH-] = C(NaOH) = 3,13 x 10^-3 mol/L pOH = -log(3,13 x 10^-3) = 2,50 pH + pOH = 14 pH = 14 - pOH pH = 14 - 2,50 = 11,50 Portanto, o pH da solução é 11,50.