Dadas as soluções de 0,10 \mathrm{M} de ácido acético ( \mathrm{pKa}=4,76 ) e acetato de sódio, descreva como você poderia preparar 1,0 \mathrm{~L} de tampão de acetato de \mathrm{pH} 4,0.

Passo 1

O enunciado pede um tampão de acetato com pH 4,0 usando soluções estoque de 0,10\\ \mathrm{M} de ácido acético e de acetato de sódio, totalizando 1,0 L de tampão. Vamos aplicar a equação de Henderson–Hasselbalch para determinar a proporção entre base conjugada \mathrm{A}^- e ácido \mathrm{HA} e, em seguida, calcular os volumes das soluções estoque a misturar.

Passo 2

A equação de Henderson–Hasselbalch diz:
\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a + \log \frac{[\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]}
onde \mathrm{p}K_a = 4,76, [\mathrm{A}^-] é a concentração de acetato e [\mathrm{HA}] a do ácido acético no tampão final.

Passo 3

Isolando a razão [\mathrm{A}^-]/[\mathrm{HA}] temos:
\frac{[\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]} = 10^{\mathrm{pH} - \mathrm{p}K_a} = 10^{4,00 - 4,76} = 10^{-0,76} \approx 0,174

Passo 4

Seja V_{\mathrm{HA}} o volume (em litros) da solução 0{,}10\\ \mathrm{M} de ácido acético e V_{\mathrm{A}^-} o da solução 0{,}10\\ \mathrm{M} de acetato. No volume final de 1,0 L teremos
[\mathrm{HA}] = \frac{0{,}10\,V_{\mathrm{HA}}}{1{,}0}, \quad [\mathrm{A}^-] = \frac{0{,}10\,V_{\mathrm{A}^-}}{1{,}0}
e a soma dos volumes
V_{\mathrm{HA}} + V_{\mathrm{A}^-} = 1{,}0\\ \mathrm{L}.
A razão entre concentrações vira razão de volumes:
\frac{[\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]} = \frac{V_{\mathrm{A}^-}}{V_{\mathrm{HA}}} = 0,174.

Passo 5

Resolvendo o sistema
\begin{cases} V_{\mathrm{A}^-} = 0,174\,V_{\mathrm{HA}},\\\ V_{\mathrm{HA}} + V_{\mathrm{A}^-} = 1{,}0, \end{cases}
temos
V_{\mathrm{HA}}(1 + 0,174) = 1{,}0 \quad\Longrightarrow\quad V_{\mathrm{HA}} = \frac{1{,}0}{1,174} \approx 0{,}852\\ \mathrm{L},
V_{\mathrm{A}^-} = 0,174 \times 0{,}852 \approx 0{,}148\\ \mathrm{L}.

Passo 6

Para preparar o tampão pH 4,0 você mede com proveta ou pipeta:
  • 0{,}852\\ \mathrm{L} da solução 0{,}10\\ \mathrm{M} de ácido acético
  • 0{,}148\\ \mathrm{L} da solução 0{,}10\\ \mathrm{M} de acetato de sódio
    Depois transfere para um balão volumétrico de 1,0 L e completa o volume até a marca com água deionizada.

Resposta

Meça 852\\ \mathrm{mL} de ácido acético 0{,}10\\ \mathrm{M} e 148\\ \mathrm{mL} de acetato de sódio 0{,}10\\ \mathrm{M}, transfira para balão de 1,0 L e complete até o volume final com água.

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