Na titulação de 25.00 mL de HClO4 0.0100 M com NaOH 0.0100 M, um técnico de laboratório utilizou duas gotas do indicador verde de bromocresol. Quando 24.85 mL da base foram adicionados, a solução teve sua coloração mudada do amarelo para o verde e, nesse ponto parou-se a titulação. O pH e o erro de titulação no caso apresentado, são respectivamente:

Esta questão envolve conceitos de titulometria. Dessa forma, é importante saber que numa titulação, a concentração de um composto ou solução desconhecidos é determinada por meio de outra solução com concentração conhecida. O ponto de equivalência é o momento em que o titulante (solução de concentração conhecida) reage completamente com o titulado (solução de concentração desconhecida). Nas titulações são utilizados indicadores ácido-base para perceber a mudança de cor e saber o momento em que o ponto de equivalência foi atingido e registrar o volume do titulante necessário. Com base nesses conceitos, observemos os dados fornecidos e a resolução da questão:

Dados:
V (HCl­­O₄) = 25,0 mL = 0,025 L
M (HClO₄) = 0,01 mol/L
V (NaOH) = 24,85 mL = 0,02485 L
M (NaOH) = 0,01 mol/L

Resolução:
1) A reação que acontece nesta titulação é a seguinte:
NaOH (aq) + HClO₄ (aq) → NaClO₄ (aq) + H₂O (l)
É possível perceber, observando a reação, que temos uma relação 1:1 entre o NaOH e o HClO₄. Dessa forma:
n (HClO₄) = n (NaOH)
M (HClO₄) ∙ V (HClO₄) = M (NaOH) ∙ V (NaOH)

2) Como as molaridades são iguais, o volume necessário de NaOH para que ocorra uma reação completa é de 25,0 mL. No enunciado é dito que a titulação parou com um volume de 24,85 mL de NaOH, logo, antes do ponto equivalência ser atingido. Dessa forma, primeiramente é preciso calcular o número de mols das espécies:
n (HClO₄)_inicial = M (HClO₄) ∙ V (HClO₄)  ∴ n (HClO₄)_inicial = 0,01 ∙ 0,025 = 0,00025 mols
n (NaOH)_inicial = M (NaOH) ∙ V (NaOH) ∴ n (NaOH)_inicial = 0,01 ∙ 0,02485 = 0,0002485 mols

3) Como a reação é 1:1, tem-se que:

4) A concentração de [H⁺] após a reação é proveniente do número de mols de HClO₄ que não reagiu:
[H⁺] = n (HClO₄)_final/V_total
[H⁺] = 1,5 ∙ 10^-6/ (0,025 + 0,02485) = 1,5 ∙ 10^-6/0,04985
[H⁺] = 3,0 ∙ 10^-5 mol/L

5) A partir de [H⁺] é possível calcular o pH:
pH = - log [H⁺]
pH = - log (3,0 ∙ 10^-5) = - [log (3) + log (10^-5)] = - (0,48 – 5) = 4,52

6) Por fim, o erro de titlação é dado pela seguinte expressão:
Erro de titulação = (V_{ponto final} – V_{ponto de equivalência}) ∙ 100 /V_{ponto de equivalência} = (24,85 – 25,00) ∙ 100 /25,00
Erro de titulação = -0,6%

Portanto, o pH é igual a 4,52 e o erro de titulação igual a -0,6%.

Gabarito do Professor: Letra B.

Dica: como é difícil saber o log de números como 3 sem o uso da calculadora, é possível supor o valor final do pH pelo log de 10^-5, que é igual a - 5. Dessa forma, como o log de 3 com certeza é < 1,0, pode-se perceber que o valor do pH será um pouco menor que 5, o que nos leva à alternativa B.