18) 664 mg de um ácido diprótico H2A, mostra uma rápida mudança do pH a 40,0 mL e 80,0 mL de adição do titulante, NaOH a 0,10 mol/L. Quando 40,0 mL...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar os conceitos de titulação ácido-base e cálculo de constantes de equilíbrio. Primeiramente, é preciso calcular o número de mols de NaOH adicionados em cada ponto de equivalência. No primeiro ponto, foram adicionados 40,0 mL de NaOH 0,10 mol/L, o que corresponde a 0,004 mol de NaOH. Como o ácido é diprótico, ele reage com dois mols de NaOH para atingir o ponto de equivalência. Portanto, a quantidade de mols de H2A no ponto de equivalência é de 0,002 mol. No segundo ponto, foram adicionados 80,0 mL de NaOH 0,10 mol/L, o que corresponde a 0,008 mol de NaOH. Como já foram adicionados 40,0 mL de NaOH no primeiro ponto, a quantidade total de NaOH adicionada é de 0,012 mol. Como o ácido é diprótico, ele reage com dois mols de NaOH para atingir o ponto de equivalência. Portanto, a quantidade de mols de H2A no ponto de equivalência é de 0,006 mol. A partir desses valores, é possível calcular o peso molecular do ácido. Peso molecular = massa / quantidade de mols No primeiro ponto: 0,664 g / 0,002 mol = 332 g/mol No segundo ponto: 0,664 g / 0,006 mol = 110,67 g/mol A média desses valores é o peso molecular do ácido: (Peso molecular no primeiro ponto + Peso molecular no segundo ponto) / 2 = (332 g/mol + 110,67 g/mol) / 2 = 221,34 g/mol Agora, é possível calcular as constantes de equilíbrio Ka1 e Ka2. Ka1 = [H+][HA-] / [H2A] No primeiro ponto, o pH medido foi de 5,85. Portanto, [H+] = 10^-5,85 = 1,4 x 10^-6. A quantidade de H2A no ponto de equivalência é de 0,002 mol. Como metade do ácido já reagiu no primeiro ponto, a quantidade de H2A restante é de 0,001 mol. A quantidade de HA- formado é igual à quantidade de NaOH adicionado no primeiro ponto, ou seja, 0,004 mol. Substituindo os valores na equação: Ka1 = (1,4 x 10^-6)(0,004) / 0,001 = 5,6 x 10^-6 Ka2 = [H+][A2-] / [HA-] No segundo ponto, o pH medido foi de 8,08. Portanto, [H+] = 10^-8,08 = 7,9 x 10^-9. A quantidade de HA- no ponto de equivalência é de 0,006 mol. A quantidade de A2- formado é igual à quantidade de NaOH adicionado no segundo ponto, ou seja, 0,008 - 0,004 = 0,004 mol. Substituindo os valores na equação: Ka2 = (7,9 x 10^-9)(0,004) / 0,006 = 5,27 x 10^-9 Portanto, o peso molecular do ácido é de 221,34 g/mol, Ka1 é igual a 5,6 x 10^-6 e Ka2 é igual a 5,27 x 10^-9.