Titularam-se 20.00 mL de uma solução de HCl 0.1000 M com um...

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Ano: 2016 Banca: CECIERJ Órgão: CEDERJ Prova: CECIERJ - 2016 - CEDERJ - Vestibular - Segundo Semestre |
Q648417 Química
Titularam-se 20.00 mL de uma solução de HCl 0.1000 M com uma solução de NaOH 0.1000 M.
O valor de pH quando o volume titulante adicionado for 1.00% maior do que o volume necessário para que o ponto de equivalência seja alcançado é
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Esta questão envolve conceitos de titulometria. Dessa forma, é importante saber que numa titulação, a concentração de um composto ou solução desconhecidos é determinada por meio de outra solução com concentração conhecida. O ponto de equivalência é o momento em que o titulante (solução de concentração conhecida) reage completamente com o titulado (solução de concentração desconhecida), ou seja, o volume exato do titulante necessário para que a reação aconteça completamente. Com base nesses conceitos, observemos os dados fornecidos e a resolução:

Dados:
V (HCl) = 20,00 mL = 0,02 L
M (HCl) = 0,1 mol/L
M (NaOH) = 0,1 mol/L

Resolução:

Essa questão descreve uma titulação ácido-base em que o HCl é titulado pelo NaOH, em que acontece a seguinte reação:
NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)

1) Pela reação é possível perceber que 1 mol de NaOH reage com 1 mol de HCl, logo, o número de mols de NaOH e HCl para que a reação aconteça de forma completa são iguais:
n (NaOH) = n (HCl)
M (NaOH) ∙ V (NaOH) = M (HCl) ∙ V (HCl)
Dessa forma:
0,1 ∙ V (NaOH) = 0,1 ∙ 0,02
V (NaOH) = 0,02 L

2) O volume de NaOH necessário para atingir o ponto de equivalência é igual a 0,02 L, entretanto, o enunciado pede o pH quando o volume é 1,00% maior que o necessário para atingir o ponto de equivalência (Vreal (NaOH)). Logo:
Vreal (NaOH) = 0,02 + 1/100 ∙ 0,02 = 0,0202 L

3) Como foi utilizado um volume maior que o necessário para atingir o ponto de equivalência, a partir do momento em que esse ponto é alcançado não há mais ácido na solução, pois o HCl reagiu completamente com o NaOH. Dessa forma, o pH é determinado pela concentração de OH- proveniente do NaOH adicionado em excesso:
n (NaOH) = 0,0202 ∙ 0,1 = 0,00202 mols
n (HCl) = 0,002 ∙ 0,1 = 0,002 mols

De acordo com a reação:




Logo, ao final da titulação há 0,0002 mols de NaOH.

4) A partir do número de mols final de NaOH é possível calcular a concentração de OH-:
[OH-] = nfinal (NaOH) / Vtotal = 0,00002/0,0402 ≅ 4,98 x 10-4 mol/L
pOH = - log [OH-] = -log (4,98 x 10-4) = - [log (4,98) + log (10-4)] = - (0,7 - 4) = 3,30

5) Por fim, calcula-se o pH:
pH + pOH = 14
pH = 14 - 3,3 = 10,70

Gabarito do professor: Letra C.

Dica: como é difícil saber o log de números como 4,98 sem o uso da calculadora, é possível supor o valor final do pH pelo log de 10-4, que é igual ao expoente da base 10, - 4. Dessa forma, como o log de 4,98 com certeza é < 1,0, pode-se perceber que o valor do pOH será um pouco menor que 4, e, portanto, o pH será próximo de 10, o que nos leva à alternativa C.

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