Quais as condições necessárias para garantir um tampão eficiente?

Passo 1

O enunciado pergunta quais são as condições necessárias para que uma solução tampão seja eficaz. O conteúdo envolve química de ácidos e bases, em particular a equação de Henderson–Hasselbalch e o conceito de capacidade de tampão.

Passo 2

Uma forma de relacionar o pH do tampão com as concentrações do ácido fraco e de sua base conjugada é a equação de Henderson–Hasselbalch:
pH = pKa + log[A^-][HA]
onde [HA] é a concentração do ácido fraco e [A^-] a da base conjugada.

Passo 3

Para maximizar a resistência a variações de pH, deve-se escolher um sistema cujo pKa esteja o mais próximo possível do pH alvo. Na prática, isso significa manter
l|pH - pKar|<=1
o que equivale a ter a razão
0,1 <= [A^-][HA] <= 10

Passo 4

A capacidade do tampão (quantidade de ácido ou base que ele consegue neutralizar antes de mudar significativamente de pH) cresce com a concentração total
Ctampão = [HA]+[A^-] ã
Concentrações maiores (tipicamente da ordem de 10^-2 a 10^-1,M ou mais) conferem maior resistência a adições de ácido ou base fortes.

Passo 5

Outras condições importantes são manter temperatura e força iônica relativamente constantes (para não deslocar pKa ou afetar a atividade dos íons) e evitar espécies que possam reagir com o ácido ou base do tampão.

Resposta

bul<=t Escolher um par ácido fraco/base conjugada cujo pKa esteja a até 1 unidade do pH desejado (razão [A^-]/[HA] entre 0,1 e 10).
bul<=t Ter concentração total elevada ( [HA]+[A^-] alta, tipicamente >= 10^-2,M).
bul<=t Manter temperatura e força iônica constantes.
bul<=t Evitar componentes que interfiram quimicamente com o tampão.

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