Questão 9

IME 2013

Química

[IME- 2013/2014 - 2ª fase]

Determine o pH no ponto de equivalência da titulação de 25,0 mL de ácido hipocloroso aquoso $(k_{a}=3x10^{-8})$ com concentração 0,010 mol/L, com hidróxido de potássio 0,020 mol/L, realizada a 25 ºC.

Gabarito:

Resolução:

Reação:

$HClO+KOH ightarrow KClO+H_2O$

Pela concentração e volume, calculamos a quantidade de ácido hipocloroso:

$C=frac{n}{V}$

$0,010=frac{n_{HClO}}{0,025}$

$n_{HClO}=0,010cdot {0,025}=0,00025;mol=2,5cdot 10^{-4};mol$

Dessa forma, para se neutralizar a base, precisamos dessa mesma quantidade de mols, já que a estequiometria entre eles dada pela reação é de 1:1. Com isso, calculamos o volume da solução de base:

$0,020=frac{2,5cdot 10^{-4}}{V_{KOH}}$

${V_{KOH}}=frac{2,5cdot 10^{-4}}{0,020}$

${V_{KOH}}=0,0125;L=12,5;mL$

Com isso o volume total é 37,5 mL, e calculamos a concentração do sal:

$C_{KClO}=frac{2,5cdot 10^{-4}}{0,0375}$

$C_{KClO}=0,0066;molcdot L^{-1}$

Esse sal possui um ânion que sofre hidrólise pela reação:

$HClO+OH^- ightleftharpoons ClO^-+H_2O$

Agora, vamos trabalhar com as constantes de hidrólise. Para esse equilíbrio acima:

$K_h=frac{[HClO][OH^-]}{[ClO^-]}$

$K_h=frac{K_w}{K_a}$

$frac{K_w}{K_a}=frac{[HClO][OH^-]}{[ClO^-]}$

Sabemos que as concentrações de HClO e OH^-são iguais pela estequiometria da reação (1:1)

$frac{K_w}{K_a}=frac{[OH^-]^2}{[ClO^-]}$

Sendo a quantidade de ânions ClO^- vindas do sal, sua concentração será igual à do sal: 0,0066

$frac{K_w}{K_a}=frac{[OH^-]^2}{0,0066}$

Substituindo agora os valores de K_w e K_a:

$frac{10^{-14}}{8cdot 10^{-8}}=frac{[OH^-]^2}{0,0066}$

${[OH^-]^2}=frac{10^{-14}cdot {0,0066}}{8cdot 10^{-8}}$

${[OH^-]}=sqrt{frac{10^{-14}cdot {0,0066}}{8cdot 10^{-8}}}$

${[OH^-]}=frac{sqrt2}{3}cdot 10^{-4}$

Sendo:

$pOH=-log({[OH^-]})$

$pOH=-log(frac{sqrt2}{3}cdot 10^{-4})$

$pOH=-log({sqrt2})+log({3})-log( 10^{-4})$

$pOH=-frac{1}{2}log(2)+log({3})-log( 10^{-4})$

$pOH=4+0,48-0,15=4,33$

$pH=14-pOH$

$pH=14-4,33=9,67$

Questões relacionadas

Questão 31

[IME - 2013/2014 - 1a fase] Em 19,9 g de um sal de cálcio encontra-se 0,15 mol desse elemento. Qual a massa molar do ânion trivalente que forma esse sal? Dado: Ca = 40 g/mol...

Questão 37

[IME - 2013/2014 - 1a fase] Uma mistura “A”, cuja composição percentual volumétrica é de 95% de água e 5% de álcool etílico, est&aac...

Questão 1314

[IME - 2013/2014 - 1 fase] Um hidreto gasoso tem fórmula empírica (massa molar de X = 13 g/mol) e massa específica de 6,0 g/L numa dada condição de temperatur...

Questão 40

[IME - 2013/2014 - 1a fase] Certo composto β é produzido através da reação: Dois bécheres são colocados em um sistema fechado, mant...