Questao 4 Lista Resolvida-2023-1

4. Suponha que você colocou em um erlenmeyer 10,00mL de solução de NaOH 0,500M. Em seguida, imagine as seguintes etapas de um experimento: a. Você adicionou ao erlenmeyer 5,00mL de HCl 0,500M. b. Você adicionou ao erlenmeyer um total de 9,00mL de HCl 0,500M c. Você adicionou ao erlenmeyer um total de 10,00mL de HCl 0,500M d. Você adicionou ao erlenmeyer um total de 11,00mL de HCl 0,500M e. Você adicionou ao erlenmeyer um total de 12,00mL de HCl 0,500M Para cada uma das etapas do experimento determine as quantidades solicitadas no quadro abaixo. Faça um gráfico, colocando o volume de ácido adicionado no eixo horizontal e o pH resultante no eixo vertical. Adicionado Volume de HCl 0,500M adicionado (mL) | HCl adicionado (mol) | NaOH restante (mol) | HCl em excesso (mol) 0,00 5,00 9,00 10,00 11,00 12,00 Resultante (no erlenmeyer) Volume da solução (mL) | [HCl] (mol/L) | [NaOH] (mol/L) | pOH | pH Dados: pH = -log[H+] pOH = -log[OH-] [H+] x [OH-] = 10^-14 pH + pOH = 14 Primeiro, vamos calcular o volume de equivalência: NaOH + HCl -> NaCl + H2O n(Hcl) = n(NaOH) [HCl] V(He) = [NaOH] * V(NaOH) V(He) = ([NaOH] * V(NaOH)) / [HCl] = (0,500 M) * (10,00 mL) / 0,500 M = 10,00 mL Assim, quando V(He) < 10,00 mL, há excesso de NaOH quando V(He) > 10,00 mL, há excesso de HCl V(HCl) = 0,00 mL n(Hcl) = zero => [HCl] = zero n(NaOH) restante = (0,500 m) * (10,00 * 10^-3 L) = 5,00 * 10^-3 mol [NaOH] = 0,500 mol/L Volume solução = 10,00 ml pH = -log(10^-14) = -log(0,500) => pOH = 0,301 pH + pOH = 14 pH = 14 - pOH pH = 14 - 0,301 pH = 13,7 V(HCl) = 5,00 mL Volume solução = 10,00 + 5,00 = 15,0 mL n(HCl) = (0,500 m) * (5,00 * 10^-3 L) = 2,50 * 10^-3 mol n(NaOH) restante = n(NaOH) inicial - n(HCl) = 5,00 * 10^-3 mol - 2,50 * 10^-3 mol n(NaOH) restante = 2,50 * 10^-3 mol [NaOH] = 2,50 * 10^-3 mol / 15,0 * 10^-3 L = 0,167 mol/L pOH = -log(0,167) => pOH = 0,778 pH = 14 - 0,778 => pH = 13,2 V(HCl) = 9,00 mL Volume total = 10,00 + 9,00 = 19,0 mL n(HCl) = (0,500 m) * (9,00 * 10^-3 L) = 4,50 * 10^-3 mol n(NaOH) restante = n(NaOH) inicial - n(HCl) = 5,00 * 10^-3 mol - 9,00 * 10^-3 mol n(NaOH) restante = 5,00 * 10^-4 mol [NaOH] = 5,00 * 10^-4 mol / 19,0 * 10^-3 L = 0,0263 mol/L pOH = -log(0,0263) => pOH = 1,58 pH = 14 - 1,58 => pH = 12,4 • V HCl = 10,00 mL Volume solução = 20,00 mL Este é o ponto de equivalência: n(HCl) = n(NaOH) Todo o HCl adicionado consome todo o NaOH presente, portanto, não há excesso de nenhum dos dois. Como n(NaOH) = n(HCl) => [H+] = [OH-] => [H+][OH-] = 10^{-14} => [H+]^2 = 10^{-14} => [H+] = 10^{-7} mol/L => pH = 7,00 pOH = 7,00 • V HCl = 11,0 mL (há excesso de HCl) Volume total = 21,00 mL n(HCl)_{add} = (0,500 M) \times (11,00 \times 10^{-3} L) = 5,50 \times 10^{-3} mol n(HCl)_{excesso} = n(HCl)_{add} - n(NaOH) = 5,50 \times 10^{-3} - 5,00 \times 10^{-3} mol n(HCl)_{excesso} = 5,00 \times 10^{-4} mol \left[HCl\right] = \frac{5,00 \times 10^{-4} \ mol}{21,00 \times 10^{-3} \ L} = 0,0238 \ mol/L pH = -\log(0,0238) => pH = 1,62 pOH = 12,4 • V HCl = 12,00 mL (há excesso de HCl) Volume total = 22,00 mL n(HCl)_{add} = (0,500 M) \times (12,00 \times 10^{-3} L) = 6,00 \times 10^{-3} mol n(HCl)_{excesso} = n(HCl)_{add} - n(NaOH) = 6,00 \times 10^{-3} - 5,00 \times 10^{-3} mol n(HCl)_{excesso} = 1,00 \times 10^{-3} mol \left[HCl\right] = \frac{1,00 \times 10^{-3} \ mol}{22,00 \times 10^{-3} \ L} = 0,0455 \ mol/L pH = -\log(0,0455) => pH = 1,34 pOH = 12,7