Exercícios Resolvidos de Titulação Ácido-Base - Cálculos de pH

Q1 Considere a titulação de 100 ml de NaOH 0100 M com uma solução de HBr 100 M Qual é o volume de equivalência Determine o pH nos volumes adicionados de HBr Va 0 100 500 900 990 1000 1010 e 12 mL Q2 Estime o pH de uma solução 020 M de CaCH3CO22 Ka 18x105 Q4 Determine o pH de a Preparada pela dissolução de 534 g de metilamina CH3NH2 e 467 g de metilamônia CH3NH3 em 500 mL pKb 344 b Calcule a razão CH3NH2CH3NH3 em pH 8 c Se adicionarmos 120 mL de NaOH 100 M a solução a qual será o novo pH DADOS VNaOH 100 mL 0100 L CNaOH 0100 M CHBr 100 M RESOLUÇÃO Reação NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Volume de equivalência A estequiometria da reação é 11 assim temos que 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑛𝐻𝐵𝑟 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝐻𝐵𝑟 𝑥 𝑉𝐻𝐵𝑟 𝑉𝐻𝐵𝑟 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝐻𝐵𝑟 𝑉𝐻𝐵𝑟 0100 𝑀𝑥 100 𝑚𝐿 100 𝑀 𝑽𝑯𝑩𝒓 𝟏𝟎 𝒎𝑳 pH após a adição de 0 mL de HBr Nesse momento a solução contém somente NaOH assim temos que NaOH aq Na aq OH aq 𝑝𝑂𝐻 log𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 log0100 𝒑𝑶𝑯 𝟏 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 1 𝒑𝑯 𝟏𝟑 pH após a adição de 100 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 0001 𝐿 0001 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 100 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 101 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0101 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0001 Final 0009 0001 0001 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0009 𝑚𝑜𝑙 0101 𝐿 𝑪𝑵𝒂𝑶𝑯 𝟎 𝟎𝟖𝟗𝟏𝑴 𝑝𝑂𝐻 log𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 log00891 𝒑𝑶𝑯 𝟏 𝟎𝟓 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 105 𝒑𝑯 𝟏𝟐 𝟗𝟓 pH após a adição de 500 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 0005 𝐿 0005 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 500 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 105 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0105 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0005 Final 0005 0005 0005 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0005 𝑚𝑜𝑙 0105 𝐿 𝑪𝑵𝒂𝑶𝑯 𝟎 𝟎𝟒𝟕𝟔 𝑴 𝑝𝑂𝐻 log𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 log00476 𝒑𝑶𝑯 𝟏 𝟑𝟐 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 132 𝒑𝑯 𝟏𝟐 𝟔𝟖 pH após a adição de 900 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 0009 𝐿 0009 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 900 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 109 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0109 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0009 Final 0001 0009 0009 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0001 𝑚𝑜𝑙 0109 𝐿 𝑪𝑵𝒂𝑶𝑯 𝟎 𝟎𝟎𝟗𝟏𝟕𝑴 𝑝𝑂𝐻 log𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 log000917 𝒑𝑶𝑯 𝟐 𝟎𝟒 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 204 𝒑𝑯 𝟏𝟏 𝟗𝟔 pH após a adição de 990 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 00099 𝐿 00099 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 990 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 1099 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 01099 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 00099 Final 00001 00099 00099 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 00001 𝑚𝑜𝑙 01099 𝐿 𝑪𝑵𝒂𝑶𝑯 𝟎 𝟎𝟎𝟎𝟗𝟏 𝑴 𝑝𝑂𝐻 log𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 log000091 𝒑𝑶𝑯 𝟑 𝟎𝟒 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 304 𝒑𝑯 𝟏𝟎 𝟗𝟔 pH após a adição de 1000 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 0010 𝐿 0010 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1000 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 110 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0110 𝐿 NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 001 Final 001 001 No ponto de equivalência o pH é dado pela dissociação da H2O H2O l H2O l H3O aq OH aq 𝑝𝐻 log𝐻3𝑂 𝒑𝑯 𝟕 𝟎𝟎 pH após a adição de 1010 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 00101 𝐿 00101 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1010 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 11010 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 01101 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo excesso de HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 00101 Final 00001 001 001 𝐶𝐻𝐵𝑟 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 00001 𝑚𝑜𝑙 01101 𝐿 𝑪𝑯𝑩𝒓 𝟎 𝟎𝟎𝟎𝟗𝟏 𝑴 𝑝𝐻 log𝐻 𝑝𝐻 log000091 𝒑𝑯 𝟑 𝟎𝟒 pH após a adição de 12 mL de HBr 𝑛𝐻𝐵𝑟 100 𝑀 𝑥 0012 𝐿 0012 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 12 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 112 𝑚𝐿 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0112 𝐿 Nesta região o pH é dado pelo excesso de HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0012 Final 0002 001 001 𝐶𝐻𝐵𝑟 𝑛 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 0002 𝑚𝑜𝑙 0112 𝐿 𝑪𝑯𝑩𝒓 𝟎 𝟎𝟏𝟕𝟖𝟔 𝑴 𝑝𝐻 log𝐻 𝑝𝐻 log001786 𝒑𝑯 𝟏 𝟕𝟓 DADOS CCaCH3CO22 020 M Ka 18 x 105 pH RESOLUÇÃO 𝐾ℎ 𝐾𝑤 𝐾𝑎 1014 18 𝑥 105 𝑲𝒉 𝟓 𝟓𝟓 𝒙 𝟏𝟎𝟗 𝑂𝐻 𝐾ℎ 𝑥 𝐶 𝑂𝐻 555 𝑥 109 𝑥 020 𝑀 𝑶𝑯 𝟑 𝟑𝟑 𝒙 𝟏𝟎𝟓𝑴 𝑝𝑂𝐻 𝑙𝑜𝑔𝑂𝐻 𝑝𝑂𝐻 𝑙𝑜𝑔333 𝑥 105 𝒑𝑶𝑯 𝟒 𝟒𝟖 𝑝𝐻 𝑝𝑂𝐻 14 𝑝𝐻 14 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 448 𝒑𝑯 𝟗 𝟓𝟐 a DADOS mCH3NH2 534 g mCH3NH3 467 g V 500 mL 0500 L pKb 344 RESOLUÇÃO 𝑛𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝑚 𝑀𝑀 534 𝑔 31058 𝑔 𝑚𝑜𝑙1 0172 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝑛 𝑉 0172 𝑚𝑜𝑙 0500 𝐿 0344 𝑚𝑜𝑙 𝐿1 𝑛𝐶𝐻3𝑁𝐻3 𝑚 𝑀𝑀 467 𝑔 32066 𝑔 𝑚𝑜𝑙1 0146 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐶𝐻3𝑁𝐻3 𝑛 𝑉 0146 𝑚𝑜𝑙 0500 𝐿 0292 𝑚𝑜𝑙 𝐿1 CH3NH2 aq H2O l OH aq CH3NH3 aq 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐾𝑏 log 𝑠𝑎𝑙 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐾𝑏 log 0344 0292 𝑝𝑂𝐻 351 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 14 𝑝𝐻 14 351 𝒑𝑯 𝟏𝟎 𝟒𝟗 b DADOS pH 8 pKb 344 CH3NH2CH3NH3 RESOLUÇÃO 𝑝𝐻 𝑝𝐾𝑤 𝑝𝐾𝑏 log 𝑠𝑎𝑙 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑝𝐾𝑤 𝑝𝐻 𝑝𝑂𝐻 𝑝𝐻 𝑝𝐾𝑤 𝑝𝐾𝑏 log 𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝐶𝐻3𝑁𝐻3 𝑝𝐻 𝑝𝐾𝑤 𝑝𝐾𝑏 log 𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝐶𝐻3𝑁𝐻3 8 14 344 log 𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝐶𝐻3𝑁𝐻3 256 log 𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝐶𝐻3𝑁𝐻3 𝐶𝐻3𝑁𝐻2 𝐶𝐻3𝑁𝐻3 10256 𝑪𝑯𝟑𝑵𝑯𝟐 𝑪𝑯𝟑𝑵𝑯𝟑 𝟐 𝟕𝟓 𝒙 𝟏𝟎𝟑 c O pH não se altera após a adição do NaOH a solução A visto que se trata de uma solução tampão básica A solução tampão resiste a variações de pH DADOS VNaOH 100 mL 0100 L CNaOH 0100 M CHBr 100 M RESOLUÇÃO Reação NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Volume de equivalência A estequiometria da reação é 11 assim temos que nNaOHnHBr CNaOH xV NaOHCHBr xV HBr V HBrCNaOH x V NaOH C HBr V HBr0100 Mx100mL 100 M V HBr10mL pH após a adição de 0 mL de HBr Nesse momento a solução contém somente NaOH assim temos que NaOH aq Na aq OH aq pOHlog pOHlog 0100 pOH1 pOH pH14 pH14pOH pH141 pH13 pH após a adição de 100 mL de HBr nHBr100 M x 0001L0001mol V total100mL100mL101mLV total0101 L Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0001 Final 0009 0001 0001 CNaOH n V total 0009mol 0101 L CNaOH00891M pOHlog pOHlog 00891 pOH105 pOH pH14 pH14pOH pH14105 pH1295 pH após a adição de 500 mL de HBr nHBr100 M x 0005L0005mol V total500mL100mL105mL V total0105L Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0005 Final 0005 0005 0005 CNaOH n V total 0005mol 0105 L CNaOH00 476 M pOHlog pOHlog 00476 pOH132 pOH pH14 pH14pOH pH14132 pH1268 pH após a adição de 900 mL de HBr nHBr100 M x 0009L0009mol V total900mL100mL109mLV total0109 L Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0009 Final 0001 0009 0009 CNaOH n V total 0001mol 0109L C NaOH000917 M pOHlog pOHlog 000917 pOH204 pOH pH14 pH14pOH pH14204 pH1196 pH após a adição de 990 mL de HBr nHBr100 M x 00099L00099mol V total990mL100mL1099mL V total01099L Nesta região o pH é dado pelo NaOH que não reagiu com o HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 00099 Final 00001 00099 00099 CNaOH n V total 00001mol 01099 L CNaOH000091 M pOHlog pOHlog 000091 pOH304 pOH pH14 pH14pOH pH14304 pH1096 pH após a adição de 1000 mL de HBr nHBr100 M x 0010 L0010mol V total1000mL100 mL110mLV total0110 L NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 001 Final 001 001 No ponto de equivalência o pH é dado pela dissociação da H2O H2O l H2O l H3O aq OH aq pHlog pH700 pH após a adição de 1010 mL de HBr nHBr100 M x 00101 L00101mol V total1010mL100mL11010mLV total01101 L Nesta região o pH é dado pelo excesso de HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 00101 Final 00001 001 001 CH Br n V total 00001mol 01101L CH Br000091M p Hlog p Hlog000091 p H304 pH após a adição de 12 mL de HBr nHBr100 M x 0012 L0012mol V total12mL100mL112mLV total0112 L Nesta região o pH é dado pelo excesso de HBr NaOH aq HBr aq NaBr s H2O l Início 001 Adicionado 0012 Final 0002 001 001 CHBr n V total 0002mol 0112 L CH Br001786 M pHlog pHlog 001786 pH175 DADOS CCaCH3CO22 020 M Ka 18 x 105 pH RESOLUÇÃO Kh Kw Ka 10 14 18 x10 5 Kh555 x10 9 333 x10 5 M pOHlog pOHlog3 33 x10 5 pOH4 48 pH pOH14 pH14pOH pH14448 pH952 a DADOS mCH3NH2 534 g mCH3NH3 467 g V 500 mL 0500 L pKb 344 RESOLUÇÃO nCH 3NH 2 m MM 534 g 31058gmol 10172mol CCH 3NH 2 n V 0172mol 0500 L 0344 mol L 1 n CH 3NH 3 m MM 4 67g 32066 g mol10146mol C CH 3NH 3 n V 0146 mol 0500L 0292mol L1 CH3NH2 aq H2O l OH aq CH3NH3 aq pO H pKblog sal base pO H pKblog 0344 0292 pOH351 pOH pH14 pH14351 pH1049 b DADOS pH 8 pKb 344 CH3NH2CH3NH3 RESOLUÇÃO pHpKwpKblog sal base onde pKwpHpOH pHpKwpKblog CH 3 NH 2 pHpKw pKblog CH 3 NH 2 814344log CH 3NH 2 256log CH 3 NH 2 CH 3 NH 2 CH 3 NH 2 c O pH não se altera após a adição do NaOH a solução A visto que se trata de uma solução tampão básica A solução tampão resiste a variações de pH