Calcule (previamente) a quantidade necessária de ácido acético e acetato de sódio necessárias para preparar 250 mL de tampão acetato
(dica: use a equação de Henderson-Hasselbalch);
Passo 1
O enunciado pede para preparar
de um tampão acetato com concentração total
e pH
. Dados fornecidos e o que devemos calcular:
- Volume do tampão:
. - Concentração total do sistema acetato:
(onde é o ácido acético e é o íon acetato). - pH desejado:
. - Precisamos calcular as quantidades (moles e massas) de ácido acético e de acetato de sódio necessárias para esse preparo.
Passo 2
Apresentação da ferramenta: equação de Henderson–Hasselbalch. Essa equação relaciona o pH de um tampão ácido conjugado com as concentrações de base conjugada e ácido fraco:
Explicando cada termo:
-
é o pH desejado do tampão. -
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida do ácido acético: . -
é a concentração do acetato ( ). -
é a concentração do ácido acético ( ).
Para o ácido acético, usamos o valor típico da literatura (25 °C):
. Vou usar esse valor aqui.
Passo 3
Calcular a razão
a partir da Henderson–Hasselbalch:
Como é útil saber fazer sem calculadora:
.
-
(porque ). -
(porque ).
Multiplicando:
Portanto definimos a razão
:
Passo 4
Usar a condição da concentração total do tampão. Seja
. Temos
Como
, substituindo:
Logo
Agora substituímos numericamente (
e
):
Passo 5
Calcular os mols necessários para
:
Passo 6
Converter mols em massas. Vou assumir as formas habituais:
- ácido acético puro (
), massa molar ; - acetato de sódio anidro (
), massa molar .
Cálculos:
Passo 7
Observações práticas e alternativas (importante na preparação de tampões):
- Se usar o acetato de sódio trihidratado (
, ), a massa necessária seria
- Se preferir medir o ácido acético como volume de ácido acético glacial (densidade aproximada
), o volume correspondente à massa é
- Na prática, recomenda-se verificar o pH final com um pHmetro e ajustar (pequenas adições de ácido ou base) se necessário, porque pK_a varia ligeiramente com temperatura e atividade iônica.