Considere a titulação de 100,0 mL de 0,100 M de ácido acético com 0,100 M NaOH. CH3CO2H(aq) + OH− (aq) → CH3CO2 − (aq) + H2O(ℓ) (a) Qual é o pH da ...

(a) Para calcular o pH da solução quando 90,0 mL de 0,100 M NaOH foram adicionados aos 100,0 mL de 0,100 M de ácido acético, é necessário calcular a quantidade de ácido acético que reagiu com a base. n(CH3CO2H) = C.V = 0,100 mol/L x 0,100 L = 0,010 mol n(NaOH) = C.V = 0,100 mol/L x 0,090 L = 0,009 mol Como a reação é 1:1, o ácido acético reagiu completamente com a base, restando 0,001 mol de NaOH na solução. Agora, é possível calcular a concentração de íons hidrogênio (H+) na solução: CH3CO2H + H2O → CH3CO2- + H3O+ Ka = [CH3CO2-][H3O+]/[CH3CO2H] 0,0001 = x^2/0,010-x x = 0,00316 mol/L pH = -log[H+] = -log(0,00316) = 2,50 (b) No ponto de equivalência, a quantidade de NaOH adicionada é suficiente para neutralizar completamente o ácido acético. Portanto, a solução é uma solução tampão contendo apenas acetato de sódio e acetato de sódio hidratado. O pH de uma solução tampão pode ser calculado usando a equação de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([base]/[ácido]) O pKa do ácido acético é 4,76. A concentração de acetato de sódio é igual à quantidade de NaOH adicionada (0,100 mol/L x 0,090 L = 0,009 mol) dividida pelo volume total da solução (0,100 L + 0,090 L = 0,190 L), ou seja, 0,047 mol/L. A concentração de ácido acético é igual à quantidade inicial de ácido acético (0,100 mol/L x 0,100 L = 0,010 mol) dividida pelo volume total da solução, ou seja, 0,053 mol/L. pH = 4,76 + log(0,047/0,053) = 4,70 (c) Quando 110,0 mL de NaOH foram adicionados, a quantidade de NaOH na solução é maior do que a quantidade necessária para neutralizar completamente o ácido acético. Portanto, a solução é uma solução básica contendo apenas íons acetato. A quantidade de NaOH que reagiu com o ácido acético é igual à quantidade de ácido acético inicial (0,100 mol/L x 0,100 L = 0,010 mol). A quantidade de NaOH em excesso é igual à quantidade total de NaOH adicionada (0,100 mol/L x 0,110 L = 0,011 mol) menos a quantidade de NaOH que reagiu com o ácido acético, ou seja, 0,001 mol. A concentração de íons hidróxido (OH-) na solução é igual à quantidade de NaOH em excesso (0,001 mol) dividida pelo volume total da solução (0,100 L + 0,110 L = 0,210 L), ou seja, 0,00476 mol/L. pOH = -log[OH-] = -log(0,00476) = 2,32 pH = 14 - pOH = 11,68