Uma alíquota de 25 mL\pu{25 mL} de ácido acético, CHX3OOH\ce{CH3OOH}, 0,1 molL1\pu{0,1 mol.L-1} foi titulada com NaOH\pu{NaOH} 0,1 molL1\pu{0,1 mol.L-1}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima do pH no ponto estequiométrico.

Dados

  • pKa(CHX3COOH)=4,75\mathrm{p}K_\mathrm{a}(\ce{CH3COOH}) = \pu{4,75}
Gabarito 3I.29

No ponto estequiométrico, o ácido foi totalmente neutralizado. Cálculo do número de mols de ácido a serem neutralizados: naˊcido=(25 mL)(0,1 molL1)=2,5 mmoln_{\text{ácido}}=(\pu{25 mL})(\pu{0,1 mol L-1})=\pu{2,5mmol} Então precisaremos de 2,5 mmol de NaOH para neutralizá-lo. Cálculo do volume de NaOH a ser adicionado: V=ncV=\frac{n}{c} V=2,5 mmol0,1 molL1=25 mLV=\frac{\pu{2,5 mmol}}{\pu{0,1 mol L-1}}=\pu{25 mL} Cálculo do volume final da solução: Vf=VNaOH+Vaˊcido=25+25=50 mLV_{f}=V_{\ce{NaOH}}+V_{\text{ácido}}=25+25=\pu{50 mL} Cálculo da concentração final de sal: [CHX3COOX]=nV\ce{[CH3COO-]}=\frac{n}{V} [CHX3COOX]=2,5 mmol50 mL=0,05 molL1[\ce{CH3COO-}]=\frac{\pu{2,5 mmol}}{\pu{50 mL}}=\pu{0,05 mol L-1} Cálculo do pH a partir da hidrólise do sal: Cálculo da constante de hidrólise: KXh=KwKa\ce{K_{\ce{h}}}=\frac{\ce{K}_{\ce{w}}}{\ce{K}_{\ce{a}}} Aplicando log()-\log() de ambos os lados: pKXh=pKXwpKXa\ce{pK_{\ce{h}}}=\ce{pK_{\ce{w}}}-\ce{pK_{\ce{a}}} pKXh=144,8=9,2\ce{pK_{\ce{h}}}=14-4,8=9,2 Fazendo a tabelinha: CHX3COOX(aq)HX2O(l)CHX3COOH(aq)OHX(aq)inıˊcio0,0500reac¸a˜ox+x+xfinal0,05xxx\begin{matrix}&\ce{CH3COO^{-}(aq)}&\ce{H2O(l)}&\ce{<=>}&\ce{CH3COOH(aq)}&\ce{OH-(aq)} \\ \text{início}&0,05&&&0&0 \\ \text{reação}&-x &&&+x&+{x} \\ \text{final}&0,05-x&&&x& x\end{matrix} Cálculo de x a partir da constante de hidrólise: KXh=[CHX3COOH][OHX][CHX3COOX]\ce{K_{\ce{h}}}=\frac{\ce{[CH3COOH][OH-]}}{[\ce{CH3COO-}]} Aplicando log()-\log() de ambos os lados: pKXh=log[CHX3COOH][OHX]+log[CHX3COOX]\ce{pK_{\ce{h}}}=-\log[\ce{CH3COOH}][\ce{OH-}]+\log[\ce{CH3COO-}] 9,2=logx2+log(0,05x)9,2=-\log x^{2}+\log(0,05-x) Para facilitar as contas, tome a hipótese 0,05-x0,05\ce{0,05-x}\approx 0,05 9,2=logx2+log(0,05)9,2=-\log x^{2}+\log(0,05) Sendo logx=pOH-\log x=\ce{pOH} temos: pOH=5,3\ce{pOH}=5,3 Cálculo do pH a partir da constante de autoionização da água: KXw=[OHX][HX+]\ce{K_{\ce{w}}}=\ce{[OH-][H+]} Aplicando log()-\log() de ambos os lados: pKXw=pOH+pH\ce{pK_{\ce{w}}}=\ce{pOH}+\ce{pH} 14=5,3+pH14=5,3+\ce{pH} pH=8,7\ce{pH}=8,7