Exemplo {\PageIndex{1}}): Titulação de um ácido fraco
P>Posto 13,00 mL de um ácido fraco, com uma molaridade de 0,1 M, é titulado com 0,1 M NaOH. Como traçaríamos esta curva de titulação?
Solução
P>Passo 1: Primeiro, precisamos de descobrir onde começa a nossa curva de titulação. Para tal, encontramos o pH inicial do ácido fraco no copo antes de qualquer NaOH ser adicionado. Este é o ponto onde a nossa curva de titulação vai começar. Para encontrar o pH inicial, precisamos primeiro da concentração de H3O+.
Configurar uma tabela ICE para encontrar a concentração de H3O+:
| Initial | 0.1M | ||
| -xM | +xM | +xM | |
| Equilíbrio | (0.1-x)M | +xM |
\
\\ 0.023\;M\]
p>p>Solve para pH:p>-{10}(0.023)=1,64\]
P>Passo 2: Para traçar com precisão a nossa curva de titulação, precisamos de calcular um ponto de dados entre o ponto de partida e o ponto de equivalência. Para isso, resolvemos para o pH quando a neutralização está 50% completa.
Solve para as toupeiras de OH- que é adicionado ao copo. Podemos fazê-lo encontrando primeiro o volume de OH- adicionado ao ácido à meia-neutralização. 50% de 13 mL= 6,5mL
Utilizar o volume e a molaridade para resolver para as toupeiras (6,5 mL)(0,1M)= 0,65 mmol OH-
Agora, resolver para as toupeiras de ácido a serem neutralizadas (10 mL)(0.1M)= 1 mmol HX
Configurar uma tabela ICE para determinar as concentrações de equilíbrio de HX e X:
| Initial | 1 mmol | |||
| Added Base | 0.65 mmol | |||
| Change | -0.65 mmol | -0.65 mmol | -0.65 mmol | |
| Equilíbrio | 0.65 mmol | 0.65 mmol |
Para calcular o pH a 50% de neutralização, utilizar a aproximação Henderson-Hasselbalch.
pH=pKa+log
p>pH=pKa+ log
p>pH=pKa+log(1)
p>p>p>p>> Por isso, quando o ácido fraco é 50% neutralizado, pH=pKa
passo 3: Resolver para o pH no ponto de equivalência.
A concentração do ácido fraco é metade da sua concentração original quando a neutralização está completa 0,1M/2=.05M HX
Configurar uma tabela ICE para determinar a concentração de OH-:
| Initial | 0.05 M | |||
| -x M | +x M | +x M | ||
| Equilíbrio | 0.05-x M | +x M | +x M |
Kb=(x^2)M/(0.05-x)M
Desde Kw=(Ka)(Kb), podemos substituir Kw/Ka no lugar de Kb para obter Kw/Ka=(x^2)/(.05)
\=(2.67)(10^{-7})\]
\
\
Passo 4: Resolver para o pH depois de um pouco mais de NaOH ser adicionado para além do ponto de equivalência. Isto dar-nos-á uma ideia exacta de onde os níveis de pH se afastam no ponto final. O ponto de equivalência é quando 13 mL de NaOH é adicionado ao ácido fraco. Vamos encontrar o pH após 14 mL é adicionado.
Solva para as toupeiras de OH-
p>Solva para as toupeiras de ácido
p>>p>>P> Estabeleça uma tabela ICE para determinar a concentração \(OH^-\):
| Initial | 1 mmol | |||
| Change | -1 mmol | -1 mmol | 1 mmol | |
| Equilíbrio | 0 mmol | 0.4 mmol | 1 mmol |
\frac{0.4\;mmol}{10;mL+14\;mL}=0.17\;M\]
p>>>p>\\\\