Calcule a variação no pH que ocorre quando uma porção de 100 mL de NaOH (0,0500 mol L⁻¹) é adicionada a 400 mL da solução tampão 0,200 mol L⁻¹ em NH3 e 0,300 mol L⁻¹ em NH₄Cl
Passo 1
O enunciado pede que eu calcule a variação no pH quando uma porção de
de NaOH
é adicionada a
de uma solução tampão que contém
de
e
de
.\n
Informações dadas:
Informações dadas:
O que é pedido:
- Calcular a variação no pH causada pela adição da solução de NaOH (ou seja,
).
Passo 2
Entender qual reação química acontece e quantas mols existem inicialmente (isso é crucial para ver como o tampão é afetado).\n
Reação importante: o íon da base forte reage com o ácido conjugado
:
Reação importante: o íon
Ou seja, cada mol de
consome 1 mol de
e produz 1 mol de
.
Passo 3
Calcular as mols iniciais de
e
no tampão e as mols de
adicionadas.\n
Mols iniciais de :
Mols iniciais de
Mols iniciais de
(venho do
):
Mols de
adicionadas (da solução de NaOH):
Passo 4
Aplicar a estequiometria da reação para obter mols após a adição.\n
Como consome
e gera
, temos:
Como
Passo 5
Calcular as concentrações finais após mistura (lembrando que o volume total mudou).\n
Volume final total:
Volume final total:
Concentrações finais:
Passo 6
Explicar e usar a equação de Henderson–Hasselbalch para o par ácido conjugado/base (
).\n
A equação de Henderson–Hasselbalch, para um tampão formado pelo ácido conjugado e sua base, é:
A equação de Henderson–Hasselbalch, para um tampão formado pelo ácido conjugado e sua base, é:
Aqui a base é
e o ácido conjugado é
.\n
Precisamos do de
. Sabendo que para a amônia
temos
, então
Precisamos do
e usando
(a
),
Passo 7
Calcular o pH inicial do tampão (antes de adicionar NaOH) usando as mols iniciais ou concentrações iniciais (a razão base/ácido é a mesma em mols ou em concentrações porque o volume é comum).\n
Razão inicial:
Razão inicial:
Aplicando Henderson–Hasselbalch:
Passo 8
Calcular o pH final do tampão (após a adição de NaOH) usando as concentrações finais calculadas no Passo 5.\n
Razão final:
Razão final:
Aplicando Henderson–Hasselbalch:
Passo 9
Calcular a variação no pH:\n
Interpretação rápida: o pH aumentou em cerca de
unidades ao adicionar a pequena quantidade de
; isso mostra a ação amortecedora do sistema
.