10- Calcule o pH de uma solução tampão, a 25^circ C, preparada pela adição de 0,1 mol de ácido acético e de 0,1 mol de acetato de sódio em água para obter 1 litro de solução. Para o ácido K a=1,8 times 10^-5, considere gamma pm=1.
R: 4,74

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente achar o pH de uma solução tampão a 25 °C, feita com 0,1 mol de ácido acético (HA) e 0,1 mol de acetato de sódio (que fornece A–) dissolvidos em 1 L de água. A constante de acidez do ácido acético é
Ka = 1,8 times 10^-5
e a gente pode considerar γ± = 1 (ou seja, atividade ≃ concentração).
Conteúdo: equilíbrio ácido–base, tampões e a famosa equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

Vamos lembrar do equilíbrio do ácido fraco HA em água:
HA <=ftharpoons H^+ + A^-
e da definição de Ka = [H^+],[A^-][HA] :
Como γ±=1, a gente troca as atividades pelas concentrações e usa diretamente [H⁺], [A⁻] e [HA].

Passo 3

Em solução tampão (quantidades similares de HA e A⁻), a gente usa a equação de Henderson–Hasselbalch, que vem de aplicar log na expressão de pH = pKa + log!gl([A^-][HA]gr), . Ela fica assim:
onde .

Passo 4

  1. Calcular pKa = -log(1,8times 10^-5) approx 4,74 :
[A^-] = 0,1,mol1,L = 0,1;M, [HA] = 0,1;M
  1. As concentrações iniciais são iguais:
pH = 4,74 + 0 = 4,74
  1. A razão é , e .
    Então

Resposta

O pH da solução tampão é 4,74.

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