Assumindo que voce disponha de soluções 1 mol / L dos ácidos abaixo e suas bases conjugadas, faça o que se pede:
Ácido p Ka
CH3 COOH 4,75
H3 COOH 3,07
NH4^+ 9,25
HNO2 3,39
C6 H5 COOH 4,20
Descreve detalhadamente como preparar 300 m L de uma solução tampão de p H=4. Apresente os cálculos necessários.

Passo 1

Então, o problema pede pra gente preparar 300 mL de uma solução tampão de pH 4 usando soluções 1 mol/L dos ácidos e suas bases conjugadas. A matéria é Equilíbrio Ácido-Base e, pra resolver, a gente vai usar a equação de Henderson–Hasselbalch, que relaciona pH, pKa e a razão entre base conjugada e ácido.

Passo 2

Primeiro escolhemos qual par ácido/base usar. De olho na tabela, a gente quer um pKa próximo de 4 pra ter um tampão eficiente. O ácido benzóico (C₆H₅COOH) tem pKa = 4,20, que é o mais perto de 4. Então vamos usar:
• HA = C₆H₅COOH (1 M)
• A⁻ = C₆H₅COO⁻ (1 M)

Passo 3

Escreve a Henderson–Hasselbalch e encontra a razão [A⁻]/[HA]:
pH = pKa + log[A^-][HA]
Substituindo pH = 4 e pKa = 4,20:
4 = 4,20 + log[A^-][HA] Longrightarrow log[A^-][HA] = -0,20
[A^-][HA] = 10^-0,20 approx 0,63

Passo 4

Como ambas as soluções são 1 M, a razão de concentrações é igual à razão de volumes (Vₐₗₖ/Vₐcₒ). Chamando Vₐcₒ o volume de ácido e V_bₐsₑ o volume de base:
VbaseVácido = 0,63 e Vbase + Vácido = 0,300;L áá
Da primeira: Vácido + 0,63,Vácido = 0,300 Longrightarrow 1,63,Vácido = 0,300 á. Substituindo na soma:
Vácido = 0,3001,63 approx 0,184;L = 184;mL ááá
Vbase = 0,300 - 0,184 = 0,116;L = 116;mL á

Passo 5

Montagem do tampão (num balão volumétrico de 300 mL):
  1. Pipete 184 mL de solução 1 M de C₆H₅COOH.
  2. Pipete 116 mL de solução 1 M de C₆H₅COO⁻.
  3. Complete com água destilada até 300 mL, homogeneíze e pronto: tampão pH 4.

Resposta

Para 300 mL de tampão pH 4 usando o par ácido benzóico/benzoato:
• 184 mL de C₆H₅COOH (1 M)
• 116 mL de C₆H₅COO⁻ (1 M)
Complete para 300 mL com água.

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