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:
onde é a concentração do ácido fraco e a da base conjugada.
Passo 3
Para maximizar a resistência a variações de pH, deve-se escolher um sistema cujo esteja o mais próximo possível do pH alvo. Na prática, isso significa manter
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.