1) Considere a neutralização de 100 ml de solução HCl 0,01 mol/L com o uso de uma solução de NaOH 0,05 mol/L. Calcule o pH da solução final após a adição de:
a) 5 ml
B) 20ml
C) 50% do volume necessário para neutralização
Olá, Elaine!! Como está?
Para resolver este exercício sobre neutralização precisamos lembrar da equação química de neutralização entre o ácido e a base.
HCl + NaOH --> NaCl + H2O
Observando a reação química, observamos que ela está balanceada estequiometricamente.
1 mol de HCl ----- 1 mol de NaOH
Dessa forma, temos uma proporção de HCl e NaOH, em mol, de 1:1
As informações obtidas através do enunciado são:
HCl
volume: V = 100 ml = 0,100 L => Va = 0,100 L
concentração: C = 0,01 mol/L
C = n/V => n = C*V = (0,01 mol/L)*(0,100 L) = 0,001 mol => na = 0,001 mol
NaOH
concentração: C = 0,05 mol/L
Pela estequiometria da reação de neutralização, temos 1:1, então:
n(HCl)/1 = n(NaOH)/1 => n(HCl) = n(NaOH)
Pela equação da concentração, temos que: C = n/V => n = C*V
n(HCl) = n(NaOH) => C*V(HCl) = C*V(NaOH) => (0,01 mol/L)*0(,100 L) = (0,05 mol/L)*V => 0,001 mol = (0,05 mol/L)*V => (0,001 mol)/(0,05 mol/L) = V
V = 0,02 L ou V = 20 mL de NaOH (no ponto de equivalência)
a) Calculando o pH da solução final após a adição de 5 mL de NaOH
Neste caso, o volume de 5 mL de NaOH, ou 0,005 L, é menor que o volume necessário para neutralizar a reação entre HCl e NaOH.
C = n/V => n = C*V = (0,05 mol/L)*(0,005 L) = 0,00025 mol => nb = 0,00025 mol
Então:
[H+] = (na - nb)/(Va + Vb) => [H+] = (0,001 - 0,00025)/(0,100 + 0,005) => [H+] = (0,00075 mol)/(0,105 L) => [H+] = 0,00714 mol/L
pH = -log(0,00714) => pH = 2,1
b) Calculando o pH da solução final após a adição de 20 mL de NaOH
Neste outro caso, o volume de 20 mL de NaOH corresponde ao volume necessário para neutralizar a reação.
Então:
pH = 7,0
c) Calculando o pH da solução final após a adição de 50% do volume necessário para a neutralização
Neste caso, o volume de 10 mL de NaOH, ou 0,010 L, é menor que o volume necessário para neutralizar a reação entre HCl e NaOH.
C = n/V => n = C*V = (0,05 mol/L)*(0,010 L) = 0,0005 mol => nb = 0,0005 mol
Então:
[H+] = (na - nb)/(Va + Vb) => [H+] = (0,001 - 0,0005)/(0,100 + 0,010) => [H+] = (0,0005 mol)/(0,110 L) => [H+] = 0,00454 mol/L
pH = -log(0,00454) => pH = 2,3
Bons estudos!!
a) Calculando o pH da solução final após a adição de 5 mL de NaOH
Neste caso, o volume de 5 mL de NaOH, ou 0,005 L, é menor que o volume necessário para neutralizar a reação entre HCl e NaOH.
C = n/V => n = C*V = (0,05 mol/L)*(0,005 L) = 0,00025 mol => nb = 0,00025 mol
Então:
[H+] = (na - nb)/(Va + Vb) => [H+] = (0,001 - 0,00025)/(0,100 + 0,005) => [H+] = (0,00075 mol)/(0,105 L) => [H+] = 0,00714 mol/L
pH = -log(0,00714) => pH = -log(0,00714) => pH = 2,1
