Uma solução 0,2 molL1\pu{0,2 mol.L-1} de ácido acético foi titulada com NaOH\pu{NaOH} 0,2 molL1\pu{0,2 mol.L-1}.

Considere os indicadores e suas respectivas faixas de pH da mudança de cor.

  1. Alaranjado de metila (1,2\pu{1,2} para 2,8\pu{2,8}).

  2. Tornassol (5,0\pu{5,0} para 8,0\pu{8,0}).

  3. Azul de timol (8,0\pu{8,0} para 9,6\pu{9,6}).

  4. Fenoftaleína (8,2\pu{8,2} para 10\pu{10}).

Assinale a alternativa que relaciona os indicadores adequados para a titulaçao.

Dados

  • pKa(CHX3COOH)=4,75\mathrm{p}K_\mathrm{a}(\ce{CH3COOH}) = \pu{4,75}
Gabarito 3I.35

As concentrações das espécies são 0,2 molL1\pu{0,2 mol L-1} de CHX3COOH\ce{CH3COOH} e 0,2 molL\pu{0,2 mol L} de NaOH\ce{NaOH} então vamos precisar de um volume V da primeira solução e um volume V da segunda para realizar a titulação ficando com um volume 2V no final, e após a titulação, temos apenas o íon CHX3COOX\ce{CH3COO-} . Cálculo da concentração de CHX3COOX\ce{CH3COO-} após a titulação: c0=V(0,2 molL1)(2V)=0,1 molL1c_{0}=\frac{V(\pu{0,2 mol L-1})}{(2V)}=\pu{0,1 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)inıˊcio0,100reac¸a˜ox+x+xfinal0,1xxx\begin{matrix}&\ce{CH3COO^{-}(aq)}&\ce{H2O(l)}&\ce{<=>}&\ce{CH3COOH(aq)}&\ce{OH-(aq)} \\ \text{início}&0,1&&&0&0 \\ \text{reação}&-x &&&+x&+{x} \\ \text{final}&0,1-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(0,1x)9,2=-\log x^{2}+\log(0,1-x) Para facilitar as contas, tome a hipótese 0,1x0,1\ce{0,1 - x}\approx 0,1 9,2=logx2+log(0,1)9,2=-\log x^{2}+\log(0,1) Sendo logx=pOH-\log x=\ce{pOH} temos: pOH=5,1\ce{pOH}=5,1 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=5,1+pH14=5,1+\ce{pH} pH=8,9\ce{pH}=8,9 Os indicadores adequados são aqueles em que o pH calculado se encontra dentro da faixa de transição de cor. Analisando as opções, vemos que apenas 3 e 4 atendem os requisitos.