Exercício Resolvido b Cálculo de pH

A base $NaOH$ é uma base forte e, portanto, sofrerá dissociação completa em água:

${NaOH}_{(aq)} \rightarrow {Na^+}_{(aq)} + {OH^-}_{(aq)}$

Assim, podemos dizer que $[OH^-] = 0,1\ M$. Calculando o número de mols ($n$) de $OH^-$:

$C = \dfrac{n}{V} \implies n = C \cdot V$

$n = 0,1\ M \cdot (10 \cdot 10^{-3}\ L) = 0,001\ mols\ de\ OH^-$

Agora, vamos calcular o número de mols ($n$) de $CH_3COOH$ na solução:

$C = \dfrac{n}{V} \implies n = C \cdot V$

$n = 0,1\ M \cdot (25 \cdot 10^{-3}\ L) = 0,0025\ mols\ de\ CH_3COOH$

A reação ácido-base que acontece é:

${CH_3COOH}_{(aq)} + {NaOH}_{(aq)} \leftrightharpoons {H_2O}_{(aq)} + {CH_3COONa}_{(aq)}$

Como as proporções entre base e $CH_3COO^-$ é $1:1$, podemos dizer que $0,001\ mol$ de $NaOH$ produz $0,001\ mol$ de $CH_3COO^-$. Assim, sobram:

$n_{ÁCIDO} = 0,0025 - 0,001 = 0,0015\ mol\ CH_3COOH$

Calculando a concentração do ácido após a adição de $10,0\ mL$ de $NaOH$:

$[CH_3COOH] = \dfrac{0,0015}{(10 + 25) \cdot 10^{-3}} = 4,28 \cdot 10^{-2}\ mol \cdot L^{-1}$

Vamos calcular, também, a concentração da base conjugada:

$[CH_3COO^-] = \dfrac{0,0010}{(10 + 25) \cdot 10^{-3}} = 42,85 \cdot 10^{-2}\ mol \cdot L^{-1}$

Por estarmos tratando de uma titulação de ácido fraco em base forte, a constante de acidez do ácido deverá ser considerada. Lembrando que $pK_A = -log\ k_A$, calculamos o $pH$ da solução:

$pH = pK_A + log \dfrac{[CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]}$

Substituindo os valores das concentrações:

$pH = pK_A + log \dfrac{(2,85 \cdot 10^{-2})}{(4,28 \cdot 10^{-2})} = 4,75-0,17=4,58$

Resposta esperada: O $\boldsymbol{pH}$ da solução será $\boldsymbol{pH = 4,58}$.