Considerando-se o sistema tampão ácido acético/ acetato de sódio e sabendo-se que o pKa é 4,74 , calcule:
o pH de uma solução resultante da adição de 50,0 mL de ácido acético 0,20 mol / L a 50,0 mL de acetato de sódio a 0,20 mol / L (4,74)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra gente calcular o pH de uma solução tampão formada por ácido acético e acetato de sódio. Isso envolve assuntos de química ácido-base, especificamente sistemas tampão. Para resolver, vamos precisar saber das concentrações e volumes das soluções, entender como funcionam os tampões e usar a equação de Henderson-Hasselbalch.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar quantos mols de ácido acético e de acetato de sódio temos. A concentração é 0,20 mol/L e o volume de cada solução é 50,0 mL. Lembrando que 50,0 mL é o mesmo que 0,050 L.
Para o ácido acético:
Mols de ácido acético = 0,20, mol/L times 0,050, L = 0,010, mol áé
Para o acetato de sódio:
Mols de acetato de sódio = 0,20, mol/L times 0,050, L = 0,010, mol ó

Passo 3

Agora, vamos considerar que ao misturarmos as duas soluções, o volume total passa a ser 100,0 mL ou 0,100 L. As quantidades de mols de ácido e base permanecem as mesmas, mas as concentrações vão mudar.
Concentração de ácido acético após a mistura:
[Ácido Acético] = 0,010, mol0,100, L = 0,10, mol/L Áé
Concentração de acetato de sódio após a mistura:
[Acetato de Sódio] = 0,010, mol0,100, L = 0,10, mol/L ó

Passo 4

Com as concentrações de ácido e base conhecidas, podemos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH da solução tampão. A equação é:
pH = pKa + log([Base][Ácido]) Á
Onde:
  • pKa = 4,74
  • [Base] = [Acetato de Sódio] = 0,10, mol/Ló
  • [Ácido] = [Ácido Acético] = 0,10, mol/LÁÁé

Passo 5

Substituindo os valores na equação:
pH = 4,74 + log(0,100,10) = 4,74 + log(1)
Sabemos que log(1) = 0, então:
pH = 4,74 + 0 = 4,74

Resposta

O pH da solução resultante é 4,74.

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