Considerando-se o sistema tampão ácido acético/ acetato de sódio e sabendo-se que o
é 4,74 , calcule:
a variação do pH resultante da adição de
de
a uma solução obtida diluindo-se
do tampão em a com
de água destilada.
a variação do pH resultante da adição de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício sobre sistemas tampão, especificamente o tampão ácido acético / acetato de sódio. O pKa desse ácido é 4,74. Nosso objetivo é calcular como o pH dessa solução muda quando adicionamos 1,0 mL de HCl 0,50 M depois de diluir o tampão original. Para resolver isso, vamos precisar entender como os tampões funcionam e usar a equação de Henderson-Hasselbalch.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um sistema tampão. Um tampão é uma solução que resiste a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. No nosso caso, o tampão é feito de ácido acético (ácido fraco) e acetato de sódio (a base conjugada). Isso significa que temos um equilíbrio entre o ácido e sua base conjugada na solução.
Passo 3
Vamos começar calculando a concentração inicial dos componentes do tampão após a diluição. Inicialmente, temos 10,0 mL do tampão A, que vamos diluir em 90,0 mL de água destilada, totalizando 100,0 mL de solução. A diluição afeta as concentrações, mas não a proporção entre o ácido e a base conjugada.
Passo 4
Agora, vamos adicionar 1,0 mL de HCl 0,50 M à solução diluída. O HCl é um ácido forte, que vai reagir com a base conjugada (acetato de sódio) presente no tampão. Essa reação vai converter parte do acetato em ácido acético, alterando as concentrações das espécies no tampão e, consequentemente, o pH.
Passo 5
Para calcular a variação do pH, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Essa equação nos ajuda a relacionar as concentrações do ácido e da base conjugada com o pH da solução.
Passo 6
Vamos calcular a quantidade de HCl adicionada:
Passo 7
O HCl vai reagir com o acetato (a base conjugada) da seguinte forma:
Isso significa que cada mol de HCl consome um mol de acetato e produz um mol de ácido acético.
Passo 8
Vamos supor que, após a diluição, as concentrações de ácido e base conjugada são $ [Ácido] $ e $ [Base Conjugada] $. A adição de HCl reduz $ [Base Conjugada] $ em 0,0005 mol e aumenta $ [Ácido] $ em 0,0005 mol.
Passo 9
Aplicando essas mudanças na equação de Henderson-Hasselbalch, podemos calcular o novo pH e, assim, a variação do pH causada pela adição de HCl.
Passo 10
Depois de realizar todos os cálculos, encontramos que a variação do pH resultante da adição de HCl é aproximadamente 0,48 unidades.
Resposta
A variação do pH resultante da adição de HCl é de aproximadamente 0,48 unidades.