4- Calcule o pH de uma solução composta de ácido fórmico (HCO2 H) 0,8 mol / L e formiato de sódio (NaHCO2) 0,3 mol / L. Em seguida responda:
a- Qual deverá ser o pH após a adição de 10 mL de uma solução NaOH 5,0 mol / L ?
b- E qual deverá ser o valor do pH da solução-tampão original após a adição de 80 mL de uma solução de HCl 0,4 mol / L ? Represente os equilibrios envolvidos.

Passo 1

O enunciado descreve uma solução-tampão formada por ácido fórmico e formiato de sódio. O conteúdo que vamos usar é a equação de Henderson–Hasselbalch para tampões ácido fraco/base conjugada, que diz
pH = pKa + log[A^-][HA]
Para o ácido fórmico sabemos que
Ka = 1,8times10^-4 Longrightarrow pKa = -log(1,8times10^-4) approx 3,75
Temos inicialmente [HA]=0,8,mol/L e [A^-]=0,3,mol/L.

Passo 2

Aplicando Henderson–Hasselbalch ao tampão inicial:
pHrm inicial = 3,75 + log0,30,8 = 3,75 + log(0,375) approx 3,75 - 0,426 = 3,32

Passo 3

a) Adição de 10,mL de NaOH 5,0,mol/L.
Moles de OH^- adicionados:
nOH^- = 5,0,molLtimes0,010,L=0,05,mol
Reação com o ácido:
HA + OH^- longrightarrow A^- + H2O
Novos moles em 1 L inicial:
nHA = 0,8 - 0,05 = 0,75, nA^- = 0,3 + 0,05 = 0,35
Como diluição afeta igualmente ácido e base conjugada, a razão [A^-][HA] permanece 0,350,75. Portanto
pHapós NaOH = 3,75 + log0,350,75 = 3,75 + log(0,467) approx 3,75 -0,331 = 3,42 ó

Passo 4

b) Adição de 80,mL de HCl 0,4,mol/L.
Moles de H^+ adicionados:
nH^+ = 0,4,molLtimes0,080,L=0,032,mol
Reação com o formiato:
A^- + H^+ longrightarrow HA
Novos moles em 1 L inicial:
nA^- = 0,3 - 0,032 = 0,268, nHA = 0,8 + 0,032 = 0,832
A razão para Henderson continua 0,2680,832=0,322. Assim
pHapós HCl = 3,75 + log(0,322) approx 3,75 - 0,492 = 3,26 ó
Os equilíbrios envolvidos são
HA <=ftharpoons H^+ + A^- e A^- + H^+ to HA

Resposta

pH inicial approx 3,32
a) pH após adição de NaOH approx 3,42
b) pH após adição de HCl approx 3,26

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