Calcule o pH da solução tampão amônio e amônia para cada combinação de concentrações de par conjugado ácido-base.
e
Passo 1
O enunciado pede o pH de uma solução tampão formada pelo par conjugado amônio/amônia nas concentrações dadas. Dados fornecidos (copiei do enunciado):
; e ;
.\n
Questão a responder: qual é o valor do pH dessa solução tampão com essas concentrações?]
Questão a responder: qual é o valor do pH dessa solução tampão com essas concentrações?]
Passo 2
Entendendo o equilíbrio químico do par. O ácido conjugado e a base conjugada envolvem a reação ácido-base:
A constante de dissociação ácida para esse equilíbrio é a constante
, definida por
onde
é a concentração da base (amônia),
é a concentração do ácido (amônio) e
é a concentração de íons hidrogênio.
Passo 3
Derivação da fórmula prática (Henderson–Hasselbalch). A partir de
isolamos
:
Aplicando
e definindo
, obtemos
que é a forma da equação de Henderson–Hasselbalch. Explicando as variáveis:
é o log negativo da concentração de
;
é o log negativo da constante
; a razão
é a razão base/ácido do tampão.
Passo 4
Valor numérico de
do par
. A amônia tem
(constante conhecida a
); usando
(água a
), obtemos
Aqui usei
e arredondei
para
, valor padrão nas tabelas.
Passo 5
Aplicando Henderson–Hasselbalch às concentrações dadas. Como
e
, a razão é
. Então
Com
(do Passo 4), concluímos
.
Passo 6
Verificação alternativa (sem usar logaritmos diretamente): da expressão do Passo 2 temos
para
isso dá
. Logo
, o que confirma o resultado do Passo 5.