15. Determine a forma da curva de titulação quando 15ml de H2CO3 0,20 mol/L são titulados com NaOH 0,1mol/L. Determine o pH em cada um dos pontos d...

Para determinar a forma da curva de titulação, é necessário analisar as espécies químicas presentes na solução e seus respectivos pontos de equivalência. No caso da titulação de H2CO3 com NaOH, temos a seguinte reação química: H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O Nessa reação, o ácido carbônico (H2CO3) reage com o hidróxido de sódio (NaOH) para formar o carbonato de sódio (Na2CO3) e água (H2O). O ponto de equivalência ocorre quando a quantidade de NaOH adicionada é suficiente para reagir completamente com todo o ácido carbônico presente na solução. Nesse ponto, a solução é composta apenas por carbonato de sódio e água, e o pH é determinado pela hidrólise do sal formado. Antes do primeiro ponto de equivalência, a solução é ácida devido à presença de ácido carbônico não neutralizado. À medida que o NaOH é adicionado, o pH aumenta gradualmente até atingir o ponto de equivalência. No primeiro ponto de equivalência, toda a quantidade de ácido carbônico presente na solução foi neutralizada pelo NaOH, resultando em uma solução neutra de carbonato de sódio. Entre o primeiro e o segundo ponto de equivalência, a solução é básica devido à presença de excesso de NaOH. O pH aumenta gradualmente à medida que mais NaOH é adicionado. No segundo ponto de equivalência, toda a quantidade de carbonato de sódio presente na solução foi neutralizada pelo NaOH, resultando em uma solução neutra de hidróxido de sódio. O pH 50% antes do segundo ponto de equivalência pode ser determinado utilizando a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH com a concentração de ácido e base conjugados. Nesse caso, temos uma mistura de ácido carbônico e bicarbonato de sódio, que são espécies conjugadas. A equação é dada por: pH = pKa + log([HCO3-]/[H2CO3]) Onde pKa é a constante de dissociação ácida do ácido carbônico, [HCO3-] é a concentração de bicarbonato de sódio e [H2CO3] é a concentração de ácido carbônico. O pH 50% é aquele em que a concentração de ácido carbônico é igual à concentração de bicarbonato de sódio. Substituindo os valores na equação, temos: pH = 6,35 + log(0,1/0,05) pH = 6,35 + 0,301 pH = 6,65 Portanto, a forma da curva de titulação é caracterizada por uma região ácida antes do primeiro ponto de equivalência, uma região neutra entre o primeiro e o segundo ponto de equivalência e uma região básica após o segundo ponto de equivalência. Os pontos de equivalência correspondem a pH 7,0 e pH 10,3, respectivamente. O pH 50% antes do segundo ponto de equivalência é de 6,65.