Titulação de um ácido forte com uma base forte (continuação)

RKA1JV - Nós estamos estudando curvas de titulação, e essa é continuação de uma titulação de um ácido forte, o HCl, com uma base forte, o NaOH. No vídeo anterior, nós encontramos o pH em dois pontos da curva de titulação, nós encontramos o pH antes de a gente ter adicionado qualquer base, então, a gente encontrou aqui a nossa questão "a". E a gente encontrou pH na questão "b", que queria saber qual era o pH após a adição de 10 ml de NaOH, então, aqui a gente encontrou a nossa questão "b". Então, a questão "c" agora quer saber qual é o pH após a adição de 20 ml de 0,5 molar de NaOH. Para começar a resolver essa questão, nós precisamos saber quantos mols de NaOH nós estamos adicionando na nossa titulação. A gente tem que fazer primeiro a concentração de NaOH, minha concentração de íon hidróxido, porque o NaOH é uma base forte, vai se dissociar completamente, então, é a mesma coisa que eu falar que é a minha concentração de íon hidróxido. Essa concentração é de 0,5 molar, então, aqui eu tenho 0,5 molar. A minha concentração vai ser igual a mols por litro, então, eu quero descobrir mols, e eu vou dividir isso aqui pelo meu volume. O meu volume aqui vai ser de 20 ml, mas como eu tenho que transformar isso para litros, 20 ml em litros, isso fica 0,02 litro. Se você fizer essa continha, você verá que a sua quantidade de mol de NaOH vai ser igual a 0,01 mol de OH⁻, de íon hidróxido, essa vai ser a quantidade de íon hidróxido que nós vamos adicionar na solução ácida. No vídeo anterior, nós calculamos os mols de íons hidrônio na solução, e era o mesmo número de mols de íons hidróxidos que a gente tem aqui. Vou marcar em uma cor diferente que a minha quantidade de íon hidrônio era de 0,01 mol de H₃O⁺. então minha quantidade de mols de íon hidrônios é a mesma quantidade de mols de íons hidróxido. Então se você quiser conferir isso, olhe no vídeo anterior que você verá que essa realmente é quantidade de mol de íon hidrônio. Ou, você pode considerar isso aqui como H⁺, então íon hidrônio e H⁺ são a mesma coisa. Nós temos um número igual de mols de ácido e de mols de base. A base que nós estamos adicionando vai neutralizar o ácido que a gente tem presente, então, os íons hidrônio presentes irão neutralizar a base que a gente está adicionando. Vamos escrever isso para ficar melhor de visualizar. Nós temos aqui os íons hidrônio, então, a gente tem H₃O⁺ e a gente tem mais OH⁻ que vem da nossa base, então a gente vai ter aqui, vamos ver o que a gente vai ter. Eu tenho aqui o íon hidrônio e eu tenho o meu hidróxido, isso quer dizer que eu vou formar a água. Aqui eu vou formar duas moléculas de água, porque aqui eu vou doar um próton para o meu OH⁻, então, vou formar uma molécula e ainda vai me restar uma outra molécula de água aqui, então, aqui eu formo duas moléculas de água, eu tenho 2H₂O nessa reação de neutralização. Perceba que a nossa relação aqui vai ser de 1 para 1. Nós temos que escrever mols agora, a gente tem que fazer a nossa quantidade de mols, então, nós começamos aqui com 0,01 mol de íon hidrônio, então aqui eu tenho 0,01. Agora, tenho que marcar a quantidade de mols de OH⁻ que eu tenho, que é, também, de 0,01. Dessa vez, nós temos base suficiente para neutralizar completamente o nosso ácido, tudo está reagindo aqui, lembre dessa minha relação de 1 para 1, então, toda a base vai reagir e vai neutralizar completamente o ácido. Eu vou perder 1 aqui, aqui eu tenho zero, vou ficar com nada, e eu também vou perder essa mesma quantidade aqui, porque eu vou neutralizar tudo, então, também, -0,01. Isso quer dizer que eu vou ficar com zero mol de ácido e zero mol de base. Quando isso acontece, nós podemos dizer que o nosso pH é o mesmo pH da água, ou seja, o nosso pH aqui vai ser igual a 7. Então, o meu pH vai ser igual ao pH da água e vai ser igual a 7. Nós poderíamos ter escrito isso de uma outra maneira também, vou pegar um pouquinho mais de espaço só para mostrar para vocês. Eu tenho aqui HCl, eu tenho mais NaOH, eu formaria aqui, vamos ver o que eu formaria, eu tenho esse próton aqui que vai se juntar com OH⁻, então, formaria água e ainda iria me restar Na⁺ e Cl⁻. Formaria NaCl, eu formaria um sal. Os nossos reagentes irão se neutralizar, e a gente ficaria com uma solução aquosa de NaCl e o pH ainda seria o mesmo que a água, porque os íons de sódio e os íons de cloro não iriam interagir com a água a ponto de afetar o pH. Vamos encontrar esse valor na nossa curva de titulação, eu tenho aqui 20 ml, então eu vou marcar aqui o nosso pH seria de 7, então seria mais ou menos por aqui. Aqui a gente encontraria o pH da questão "c". Agora, finalmente, a gente tem a nossa última questão: qual é o pH após a adição de 20,20 ml de 0,5 molar de NaOH? Como antes, a gente precisa encontrar quantos mols de íons hidróxido a gente está adicionando, então, vou fazer aqui a minha concentração de OH⁻. A minha concentração de íons hidróxido. Isso aqui vai ser igual à minha concentração, que é de 0,5 molar então, aqui eu tenho 0,5 molar. Isso aqui vai ser igual a mols dividido pelo meu volume, que é de 20,20. Se eu transformar isso aqui para litros, então eu tenho 0,02020 litro. Se eu fizer essa continha, então vou puxar a calculadora, vou fazer essa continha rapidinho, vou ter 0,5 vezes 0,02020, vou ter 0,0101, então, tenho aqui 0,0101 mol de OH⁻, mols de base que eu estou adicionando. Lembre-se que os íons hidróxido irão reagir com íons hidrônio, então, vou escrever isso aqui embaixo de novo. Eu tenho H₃O⁺, isso aqui mais OH⁻. Eu vou ter aqui duas moléculas de água, como a gente já viu antes, então, vou ter duas moléculas de água. Vamos escrever os mols, vamos escrever a quantidade de mols. Então, vou começar com a minha quantidade de mols de íons hidróxido que é de 0,0101 mol, então, 0,0101 mol de OH⁻. Para a quantidade de mols de íon hidrônio, desta vez, a gente tem mais base do que ácido, e nós já vimos antes que a concentração de íons hidrônio é de 0,01 mols de H₃O⁺. Se aqui a gente tem mais base do que íon hidrônio, isso quer dizer que quando eles reagirem, se eu diminuir esse valor da minha base aqui, eu vou ter aqui no final zero mol de H₃O⁺. Para o meu íon hidróxido, eu vou perder essa quantidade de mols aqui de íon hidrônio, então, eu vou diminuir aqui menos 0,01. Isso quer dizer que, no final, eu vou ter aqui 0,0001 mol de OH⁻. Uma quantidade bem pequena de mols de base. Todo o ácido se foi, e a maioria da base vai reagir com o ácido, então, a gente fica com essa pequena quantidade de mols OH⁻ aqui porque a gente tem uma quantidade maior do que de ácido. Agora, vamos pensar no volume total da nossa titulação. A gente começou com 20 ml, então, eu vou fazer aqui em uma cor diferente. a gente começou com 20 ml e a gente vai adicionar 20,20, isso quer dizer que se eu somar 20 ml com 20,20 ml, vou ter, no final, o volume de 40,20 ml. Agora nós precisamos calcular a concentração de OH⁻, então, eu vou fazer a minha concentração de OH⁻. Eu já tenho os meus mols e eu tenho o meu volume, então, vou fazer aqui 0,0001 mol e eu vou dividir isso aqui pelo meu volume, que se eu transformar para litros, vai ficar igual a 0,04020 litro. Eu vou fazer essa continha aqui na calculadora, bem rapidinho, eu vou dividir, vou pegar aqui 0,0001, vou dividir isso aqui por 0,04020. E eu vou ter 0,002, essa vai ser a minha concentração, 0,002 molar. Agora, para encontrar o pH, eu posso fazer pOH, vou fazer aqui em amarelo, eu vou fazer pOH. O meu pOH vai ser igual a menos log de 0,002, se eu pegar a calculadora aqui, eu vou fazer menos log de 0,002. E eu vou ter 2,698, vou arredondar aqui para 2,7, então, meu pOH aqui vai ser igual 2,7. Agora, para encontrar o meu pH vai ser bem fácil, porque eu só preciso substituir em uma fórmula que a gente já viu antes, que é pH mais pOH, isso aqui vai ser igual a 14, então, só preciso pegar esse valor e colocar aqui. O meu pH, se eu fizer só continha, vai ser igual a 11,3. Agora, nós vamos encontrar esse ponto na curva de titulação. Voltando aqui, eu vou fazer em uma cor diferente só para ficar melhor para a gente enxergar, 20,2 ml vai estar mais ou menos por aqui. O nosso pH deu igual a 11,3 que estaria mais ou menos por aqui, então, aqui a gente encontrou a nossa questão "d". A gente encontrou o nosso pH depois da adição de 20,20 ml de NaOH.