Química Geral

vics · Mensagem não lida por **vics** » 02 Nov 2015, 19:48

Um ácido fraco HA (pka=5) foi titulado com uma solução de KOH 1,0M. A solução do ácido tinha um volume de 100mL e uma molaridade de 0,100M. Determine o pH para cada um dos volumes adicionados de base que são dados a seguir:
Vb = 0; 1; 9,9

Se puderem explicar por etapas, ficarei agradecida!

03 Nov 2015, 09:09

A equação química que representa a ionização do ácido fraco pode ser assim escrita:
$HA_{(aq)} \rightleftharpoons H^+_{(aq)} +A^-_{(aq)}$

Para volume de base adicionada igual a 0 mL:

A expressão da contante de equilíbrio pode ser escrita:
$k_a=\frac{\left[H^+_{(aq)}\right] \cdot \left[A^-_{(aq)}\right]}{\left[HA_{(aq)}\right]}$

Note que no equilíbrio temos: $\left[H^+_{(aq)}\right]=\left[A^-_{(aq)}\right]$ e como o ácido é fraco, podemos assumir que no equilíbrio $\left[HA_{(aq)}\right]=0,100 \ M$ .

$k_a=\frac{\left[H^+_{(aq)}\right] \cdot \left[A^-_{(aq)}\right]}{\left[HA_{(aq)}\right]}$
$10^{-5}=\frac{\left[H^+_{(aq)}\right]^2}{0,100}$
$\left[H^+_{(aq)}\right]^2=10^{-6}$
$\left[H^+_{(aq)}\right]=10^{-3} \ M$
$pH=-\log\left[H^+_{(aq)}\right]$
$pH=\log 10^{-3}=3$

Para 1 mL de base adicionada:

O número de mols de KOH será:
$n_{KOH}=c_{KOH} \cdot V(\ell)_{KOH}$
$n_{KOH}=1 \cdot 0,001=0,001 \ mol$

O número de mols de HA inicial é:
$n_{HA}=c_{HA} \cdot V(\ell)_{HA}$
$n_{HA}=0,1 \cdot 0,1=0,01 \ mol$

A equação química que representa a neutralização é:

$HA_{(aq)}+KOH_{(aq)} \rightleftharpoons KA_{(aq)}+H_2O_{(\ell)}$

Ocorre a reação de 0,001 mol de HA com 0,001 mol de KOH formando 0,001 mol de KA e restando em solução 0,01-0,001=0,009 mol de HA.

Como há em solução HA e KA, temos um sistema tampão cuja expressão do pH é dada por:
$pH=pk_a+\log \frac{\left[KA_{(aq)}\right]}{\left[HA_{(aq)}\right]}$

$pH=pk_a+\log \frac{\left[KA_{(aq)}\right]}{\left[HA_{(aq)}\right]}$
$pH=pk_a+\log \frac{\frac{n_{(KA)}}{V(\ell)_{(KA)}}}{\frac{n_{(HA)}}{V(\ell)_{(HA)}}}$
$pH=5+\log \frac{\frac{0,001}{0,101}}{\frac{0,009}{0,101}}$
$pH=4,046$

Após a adição de 9,9 mL de base:
O número de mols de KOH será:
$n_{KOH}=c_{KOH} \cdot V(\ell)_{KOH}$
$n_{KOH}=1 \cdot 0,0099=0,0099 \ mol$

Como visto acima, o número de mols inicial de HA é 0,01 mol.
Há a reação de 0,0099 mol de HA com 0,0099 mols de KOH, restando $0,01-0,0099=0,0001 \ mol$ de HA e formando 0,0099 mol de KA.

$pH=pk_a+\log \frac{\frac{n_{(KA)}}{V(\ell)_{(KA)}}}{\frac{n_{(HA)}}{V(\ell)_{(HA)}}}$
$pH=5+\log \frac{\frac{0,0099}{0,10909}}{\frac{0,0001}{0,10909}}$
$pH=6,99$

Espero ter ajudado!

vics · Mensagem não lida por **vics** » 03 Nov 2015, 23:30

Ajudou bastante!! obrigada!

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