Calcule o pH de uma solução que resulta quando 200 mL de ácido propiônico 0,25 mol L^-1 são:
a) diluídos para 400 mL com NaCl 2 mol L^-1 (pKa do ácido propiônico =4,87 ).
b) misturados com 200 mL de NaOH 0,25 mol L^-1.
c) misturados com 300 mL de propionato de sódio 0,25 mol L^-1.
d) em qual dos itens anteriores foi formada uma solução tampão? Justifique ( 2,0 pontos).

Passo 1

O enunciado pede o cálculo de pH em três situações envolvendo ácido propiônico fraco (pKa =4,87) e, depois, identificar qual delas gera solução tampão. Vamos usar equações de equilíbrio de ácidos fracos, reação de neutralização e a equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

(a) Diluição de mL de ácido propiônico mol para mL com NaCl inerte
A quantidade inicial de ácido é
Após diluição para L, a concentração de HA fica
e não há inicial. Para ácido fraco vale a aproximação
com
Logo
e

Passo 3

(b) Mistura de mL de ácido propriônico mol com mL de NaOH mol
Calculamos moles de O :
iguais aos moles de HA ( mol), portanto HA é totalmente convertido em . No volume total de L resta
sem HA livre. O ânion sofre hidrólise:
com
A concentração de O gerada vale
então

Passo 4

(c) Mistura de mL de ácido propiônico mol com mL de propionato de sódio mol
Moles de HA iniciais: mol. Moles de do sal:
Não há reação adicional; volume total L, então
É uma mistura ácido/conjugada base, logo aplicamos Henderson–Hasselbalch:

Passo 5

(d) Identificação da solução tampão
Solução tampão contém ácido fraco e sua base conjugada em quantidades comparáveis. Só o item (c) atende a isso, pois há HA e A^- juntos. Nos itens (a) e (b) não há par ácido/base conjugada simultâneo.

Resposta

a) pH approx 2,89
b) pH approx 8,98
c) pH approx 5,05
d) A solução tampão foi formada no item (c), pois ali coexistem o ácido fraco e sua base conjugada.

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