Considere a titulação de 20,00 mL de HF (Ka = 2,4 x 10-4 ) 0,100 molL-1 com NaOH 0,050 molL-1 . Calcule e/ou responda: a) O pH inicial do ácido ...

a) O pH inicial do ácido antes de iniciar a titulação é dado por: pH = -log[H+] [H+] = √(Ka*[HF]) [H+] = √(2,4x10^-4 * 0,1) [H+] = 0,0049 mol/L pH = -log(0,0049) pH = 2,31 b) Para calcular o pH após a adição de 20,00 mL do titulante, é necessário calcular a quantidade de ácido que reagiu com a base. Como a concentração do ácido é 0,1 mol/L e o volume é 20,00 mL, temos: n(HF) = C.V n(HF) = 0,1 * 0,02 n(HF) = 0,002 mol Como a reação é 1:1, a quantidade de NaOH que reagiu é a mesma: n(NaOH) = 0,002 mol A quantidade de NaOH que ainda não reagiu é dada por: n(NaOH) = C.V 0,002 = 0,05 * V V = 0,04 L = 40,00 mL Portanto, o volume total da solução é 20,00 mL + 40,00 mL = 60,00 mL. A concentração de NaOH após a adição de 20,00 mL é: C(NaOH) = n(NaOH) / V(total) C(NaOH) = 0,002 mol / 0,06 L C(NaOH) = 0,0333 mol/L Agora podemos calcular o pH: pOH = -log[OH-] [OH-] = C(NaOH) pOH = -log(0,0333) pOH = 1,48 pH = 14 - pOH pH = 14 - 1,48 pH = 12,52 c) No ponto estequiométrico, a quantidade de NaOH adicionada é igual à quantidade de HF inicialmente presente. Portanto, temos: n(NaOH) = n(HF) C(NaOH) * V(NaOH) = C(HF) * V(HF) 0,05 * V(NaOH) = 0,1 * 0,02 V(NaOH) = 0,04 L = 40,00 mL O volume total da solução é 20,00 mL + 40,00 mL = 60,00 mL. A concentração de NaOH no ponto estequiométrico é: C(NaOH) = n(NaOH) / V(total) C(NaOH) = 0,002 mol / 0,06 L C(NaOH) = 0,0333 mol/L O pH no ponto estequiométrico pode ser calculado da mesma forma que no item b): pOH = -log[OH-] [OH-] = C(NaOH) pOH = -log(0,0333) pOH = 1,48 pH = 14 - pOH pH = 14 - 1,48 pH = 12,52 d) Para calcular o pH após a adição de 60,00 mL de titulante, é necessário calcular a quantidade de NaOH que reagiu com a base. Como a concentração do NaOH é 0,05 mol/L e o volume é 60,00 mL, temos: n(NaOH) = C.V n(NaOH) = 0,05 * 0,06 n(NaOH) = 0,003 mol A quantidade de HF que ainda não reagiu é dada por: n(HF) = n(HF) inicial - n(NaOH) adicionado n(HF) = 0,1 * 0,02 - 0,003 n(HF) = 0,002 mol Agora podemos calcular a concentração de HF: C(HF) = n(HF) / V(total) C(HF) = 0,002 mol / 0,06 L C(HF) = 0,0333 mol/L Agora podemos calcular o pH: pKa = -log(Ka) pKa = -log(2,4x10^-4) pKa = 3,62 pH = pKa + log([A-]/[HA]) [A-]/[HA] = [NaF]/[HF] [A-]/[HA] = n(NaOH) / n(HF) [A-]/[HA] = 0,003 / 0,002 [A-]/[HA] = 1,5 pH = 3,62 + log(1,5) pH = 3,62 + 0,18 pH = 3,80 e) A curva de neutralização da titulação acima é uma curva de titulação ácido-base típica, onde o pH começa baixo e aumenta gradualmente à medida que a base é adicionada. No ponto estequiométrico, o pH é igual ao pKa do ácido. Depois do ponto estequiométrico, o pH aumenta rapidamente até atingir um valor próximo a 14.