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Introdução à Analise Química - I sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora
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Disciplina
QUIO94 - Introdução à Análise Química
I semestre 2018
TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE Base Fraca com Ácido Forte
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos Download aulas: http://www.ufjf.br/nupis/
Universidade Federal de Juiz de Fora
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Química
Introdução à Analise Química - I sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora
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Exemplo 3: Titulação de 100,00 mL de NH3 0,100 mol/L com solução padrão HCL 0,100
mol/L. Dado Kb = 1,80 x 10-5.
1. Escrever a reação química:
2. Calcular o volume de titulante necessário para atingir o ponto de equivalência.
NH4OH (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) + H2O (l)
n mol HCl = n mol NH4OH
C HCl x V HCl add = C NH4OH x V NH4OH
0,100 mol/L x V HCl add = 0,100 mol/L x 100,00 mL
V HCl PE = 100 mL
TITULAÇÃO BASE FRACA COM ÁCIDO FORTE
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Ca = concentração analítica NH4OH
NH4OH (aq) NH4+ (aq) + OH-
(aq) Kb = 1,80 x 10-5 Início 0,100 - -
Equilíbrio 0,100 - x x x
Solução aquosa de uma base fraca. O pH é calculado em função da dissociação do
hidróxido de amônia presente na solução.
1 ETAPA Antes de iniciar a titulação
No equilíbrio:
BC: [NH4+] = [OH -] = x
BM: Ca = [NH4OH] + [NH4+]
a)Se Ca/Kb 102 Efetuar o cálculo simplificado.
(Ao simplificar o cálculo o erro será menor que 5%)
b) Se Ca/Kb 102 Efetuar o cálculo sistemático - equação
quadrática (Ao simplificar o cálculo o erro será maior que 5%)
[NH4OH] = Ca - [NH4+]
[NH4OH] = Ca - x
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NH4OH (aq) NH4+ (aq) + OH-
(aq) Kb = 1,80 x 10-5 Início 0,100 - -
Equilíbrio 0,100 - x x x
Solução aquosa de um ácido fraco. O pH é calculado em função da dissociação do ácido
acético presente na solução.
1 ETAPA Antes de iniciar a titulação
No equilíbrio:
Balanço de Cargas: [NH4+] = [OH -] = x
Balanço de Massas: Ca = [NH4OH] + [NH4+]
0,100 = [NH4OH] + [NH4+]
[NH4OH] = 0,100 - x
Kb = [NH4
+]]●[ OH-]
[NH4OH]
1,80 x 10-5 = x● x
0,100 - x
Ca/Kb = 0,1/1,80 x 10-5 = 5,6 x 103
x 0,1
x2 + 1,80·10-5 x - 1,80·10-6 = 0
x = 0,00133 mol/L
pOH = - log (0,00133) = 2,88
pH = 14 – 2,88 = 11,12
x = 0,00134 mol/L
pOH = - log (0,00134) = 2,87
pH = 14 – 2,87 = 11,13
1,80 x 10-5 = x● x
0,100 - x
desprezível
1,80 x 10-5 = x● x
0,100
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a) VHCl add = 20,00 mL
NH4OH (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) + H2O(l) Início 0,0100 - - -
Adição - 0,00200 - -
Equilíbrio 0,00800 - 0,00200 0,00200
No equilíbrio:
2 ETAPA Antes de atingir o Ponto de Equivalência
Há uma mistura do hidróxido de amônia e cloreto de amônio (ácido e base conjugados)
formando um tampão. O pH pode ser calculado através da relação de concentrações do
ácido e da base conjugada.
n mol HCl add = C HCl·V HCl = 0,100·0,02000 = 0,00200 mol
[NH4OH] = 0,00800
0,120
0
= 0,0667 mol/L
[NH4+ ] =
0,00200 = 0,0167 mol/L
0,120
Kb = [NH4
+]●[OH-]
[NH4OH]
1,80 x 10-5 = 0,0167●[OH-]
0,0667
[OH-] = 7,20x10-4 mol/L
pOH = 4,14
pH = 14 – 4,14 – 9,86
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a) VHCl add = 50,00 mL
NH4OH (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) + H2O(l) Início 0,0100 - - -
Adição - 0,00500 - -
Equilíbrio 0,00500 - 0,00500 0,00500
No equilíbrio:
n mol HCl add = C HCl·V Hcl = 0,100·0,05000 = 0,00500 mol
[NH4OH] =
[CH3COOH] =
0,00500
0,150 = 0,0333 mol/L
[NH4+ ] =
[CH3COO -] =
0,00500
0,150 = 0,0333 mol/L
Quando o volume do ácido adicionado é igual a metade
do volume da ácido para atingir o ponto de equivalência
pOH = pKb
[ OH -] = Kb
Kb = [NH4
+]●[OH-]
[NH4OH]
1,80 x 10-5 = 0,0333●[OH-]
0,0333
[OH-] = 1,80x10-5 mol/L
pOH = 4,74
pH = 14 – 4,74 – 9,26
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a) VHCl add = 100,00 mL
NH4OH (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) + H2O(l) Início 0,0100 - - -
Adição - 0,0100 - -
Equilíbrio - - 0,0100 0,0100
3 ETAPA No Ponto de Equivalência
Consiste em calcular o pH de uma solução de sal de ácido forte e base fraca – hidrólise
do cátion.
n mol HCl add = C HCl·V HCl = 0,100·0,1000 = 0,0100 mol
[NH4Cl] = 0,0100
0,200 = 0,0500 mol/L
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Hidrólise do íon amônio:
NH4+ (aq) + H2O (l) NH4OH(aq) + H3O
+ (aq)
Início 0,0500 - - -
Equilíbrio 0,0500 - x - x x
No equilíbrio:
5,6 10-10 = x2/ 0,0500
x = [H3O
+] = 5,27x10-6 mol/L
pH = -log 5,27 x 10-6 = 5,28
= [NH4OH]●[H3O
+]
[NH4+]
Kh = KW
Kb
= x● x
0,0500 - x
Kh = 1,00x10-14
1,80x10-5
102 Simplificar [NH4+] 0,0500
CAC-
Kh
102 Equação quadrática Ca NH4
+-
Kh
0,0500
5,6x10-10 = 9 x107
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a) VHCl add = 105,00 mL
NH4OH (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) + H2O(l) Início 0,01000 - - -
Adição - 0,010500 - -
Equilíbrio - 0,000500 0,01000 0,01000
4 ETAPA Após o Ponto de Equivalência
O pH é calculado em função da concentração de H3O+ proveniente do HCl adicionado em
excesso.
n mol HCl add = n mol HCl = C HCl·V HCl = 0,100·0,005 = 0,0105
mol
CNaOH
=
n mol HCl
V total =
(n mol HCl)
(VNH4OH + VHCl) =
(0,000500)
(0,100 + 0,105) = 2,44x 10-3 mol/L
[H3O +] = CHCl = 2,44x 10-3 mol/L
pH = - log 2,44x 10-3
pH = 2,61 Próximo ao ponto de equivalência (soluções muito
diluídas) e para bases muito fracas, a hidrólise do sal
formado contribui significativamente para o pH do meio.
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10
0 ,0
2 ,0
4 ,0
6 ,0
8 ,0
1 0 ,0
1 2 ,0
0 ,0 5 0 ,0 1 0 0 ,0 1 5 0 ,0 2 0 0 ,0 2 5 0 ,0
V o lu m e d e titu la n te (m L )
pH
CURVA DE TITULAÇÃO
100,00 mL NH4OH 0,100 mol/L com HCl 0,100 mol/L
pOH= pKb
PE