1. Calcule o pH da solução resultante da mistura de 20,0 mL de ácido acético ( Ka=1,8 times 10^-5 ) 0,10 mol / L com 7,0 mL de hidróxido de sódio 0,15 mol / L. (Resp.: 4,78)
  2. Qual solução tem capacidade tamponante mais elevada: (a) uma mistura contendo 0,100 mol de NH3 e 0,200 mol de NH4 Cl ou (b) uma mistura contendo 0,0500 mol de NH3 e 0,100 mol de NH4 Cl ?

Passo 1

O enunciado pede o cálculo do pH de uma mistura de ácido acético ( HA, com Ka=1,8times10^-5) e hidróxido de sódio ( OH^-). O conteúdo é reação de neutralização seguida de uso da equação de Henderson–Hasselbalch para misturas tampão.

Passo 2

Calcular os mols iniciais de ácido e de base forte:
– Mols de ácido acético:
nHA = CHAtimes VHA = 0,10 mol/Ltimes 0,0200 L = 0,00200 mol
– Mols de hidróxido de sódio:
nOH^- = COH^-times VOH^- = 0,15 mol/Ltimes 0,0070 L = 0,00105 mol

Passo 3

Na neutralização, cada mol de consome um mol de e forma um mol de . Logo:

Passo 4

Volume total da solução:
Vtot = 0,0200 L + 0,0070 L = 0,0270 L
Concentrações finais:
[HA] = 0,00095 mol0,0270 L approx 0,0352 mol/L,
[A^-] = 0,00105 mol0,0270 L approx 0,0389 mol/L

Passo 5

Usar Henderson–Hasselbalch:
pH = pKa + log[A^-][HA],
onde pKa = -log(1,8times10^-5)approx4,744.
O quociente é
0,03890,0352approx1,105,
logo log(1,105)approx0,043.
Portanto
pH approx 4,744 + 0,043 = 4,787approx4,78

Passo 6

Para a capacidade tamponante, comparamos duas misturas de amônia ( NH3) e seu sal NH4Cl). Ambas têm a mesma razão [base]/[ácido]=0,5á, logo mesmo pH. A capacidade tampão cresce com a quantidade total de pares conjugados. A mistura (a) possui 0,100+0,200=0,300 mol total, maior que os 0,150 mol da mistura (b), logo (a) tem maior capacidade.

Resposta

  1. pH=4,78
  2. A mistura (a) tem maior capacidade tamponante.

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