ITA 2020: Considere a titulação de um ácido por meio da adição de uma base

ITA 2020: Considere a titulação de um ácido por meio da adição de uma base. Calcule o pH inicial e o pH no ponto de equivalência e construa a curva de titulação, ou seja, o gráfico do pH em função da porcentagem de ácido neutralizado. Apresente os cálculos realizados para os três casos. Dados eventualmente necessários: log 2 = 0,3; √2 = 1,4; log l,4 = 0,14.

a) Ácido forte (HCl, 0,1 mol L⁻¹) com uma base forte (NaOH, 0,1 mol L⁻¹);

b) Ácido forte (HCl, 0,2 mol L⁻¹) com uma base fraca hipotética (XOH, 0,2 mol L⁻¹; Kb(XOH) = 1,0 x 10⁻⁵);

c) Ácido fraco hipotético (HZ, 0,2 mol L⁻¹; Ka (HZ) = 1,0 x 10⁻⁵) com uma base forte (NaOH, 0,2 mol L⁻¹)

QUESTÃO ANTERIOR:
ITA 2020: A produção de borrachas e espumas é comumente realizada pela síntese de poliuretanos.

RESPOSTA:
a) Ácido forte (HCl, 0,1 mol L⁻¹);
base forte (NaOH, 0,1 mol L⁻¹)


Cálculo do pH inicial do ácido:



Com a adição de base (NaOH), ocorrerá a reação de neutralização:



O ponto de equivalência será atingido quando todo o H⁺ do ácido for neutralizado pelo OH⁻ da base adicionado. Como as concentrações do ácido e da base são iguais, essa equivalência será atingida quando o mesmo volume de base for adicionado ao ácido.

Nesse caso, teremos uma solução neutra de NaCl, cujo pH é igual a 7.

Vamos calcular mais dois pontos para construir o gráfico.

1 – Quando 50% do ácido for neutralizado:



Sobrará 0,05 mol de H⁺ em um volume 1,5 vezes maior.



2 – Quando 90% do ácido for neutralizado:



Sobrará (0,10 – 0,09) mol = 0,01 mol de H⁺ em um volume 1,9 vezes maior.





b) Ácido forte (HCl, 0,2 mol L⁻¹);
base fraca (X OH, 0,2 mol L⁻¹)


Cálculo de pH inicial do ácido:



Neutralização do ácido pela adição da base.



No ponto de equivalência, quando todo H⁺ do ácido (0,2 mol L⁻¹) for neutralizado pela base (0,2 mol L⁻¹), os volumes gastos serão os mesmos, mas teremos como produto da neutralização um sal derivado de ácido forte e base fraca e o pH do meio será ácido (pH < 7).

O volume do sistema será o dobro (soma do volume de ácido e de base) e, portanto, a concentração do sal obtido será:



Cálculo do pH da solução resultante:
Ocorrerá hidrólise do cátion X⁺





c) Ácido fraco (HZ, 0,2 mol L⁻¹);
base forte (NaOH, 0,2 mol L⁻¹)


Cálculo do pH inicial do ácido:



Neutralização do ácido pela adição de base:



No ponto de equivalência, quando todo H⁺ do ácido (0,2 mol L⁻¹) for neutralizado pela base (0,2 mol L⁻¹), os volumes gastos serão os mesmos, mas teremos como produto da neutralização um sal derivado de ácido fraco e base forte e o pH do meio será básico (pH > 7).

O volume do sistema será o dobro e a concentração do sal obtido será:



Cálculo do pH da solução resultante:




PRÓXIMA QUESTÃO:
- ITA 2020: Na figura, o anel de raio R gira com velocidade angular ω constante e dispõe de um alvo pontual A que cruza o eixo x no mesmo instante em que, do centro do anel, é disparado em sua direção um projétil puntiforme com velocidade.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
Prova ITA 2020 (2ª Fase) com Gabarito e Resoluções

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