Defina solução tampão e indique a maneira correta de se preparar 500 mL de um tampão ácido acéticolacetato pH 4,7.-1.5

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a pergunta está pedindo. Temos que definir o que é uma solução tampão e depois mostrar como preparar 500 mL de um tampão ácido acético-acetato com pH 4,7. Para isso, vamos usar conceitos de química de soluções tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch, que nos ajuda a calcular a proporção entre o ácido e a base conjugada necessária para alcançar o pH desejado.

Passo 2

Primeiro, vamos definir solução tampão. Uma solução tampão é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada (ou uma base fraca e seu ácido conjugado) que resiste a mudanças de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base. Isso acontece porque o ácido e a base conjugada reagem com os íons adicionados para manter o pH estável.

Passo 3

Agora, vamos focar no tampão ácido acético-acetato. O ácido acético (CH₃COOH) é o ácido fraco, e o acetato (CH₃COO⁻) é a base conjugada. Para preparar o tampão, precisamos misturar uma quantidade adequada de ácido acético e acetato de sódio (a sal que fornece o íon acetato) de forma que o pH da solução seja 4,7.

Passo 4

Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a relação entre as concentrações do ácido acético e do acetato:
pH = pKa + log([A^-][HA])
Aqui, pH é 4,7, e pKa do ácido acético é aproximadamente 4,76.

Passo 5

Substituindo os valores na equação:
4,7 = 4,76 + log([A^-][HA])
Vamos isolar o logaritmo:
log([A^-][HA]) = 4,7 - 4,76 = -0,06

Passo 6

Agora, removemos o logaritmo aplicando a base 10 a ambos os lados:
[A^-][HA] = 10^-0,06 approx 0,87
Isso significa que a concentração de acetato deve ser aproximadamente 0,87 vezes a concentração de ácido acético.

Passo 7

Vamos supor que queremos preparar uma solução tampão com uma concentração total de Ctotal. Então, temos:
[A^-] + [HA] = Ctotal
E sabemos que:
[A^-] = 0,87 times [HA]
Substituindo na primeira equação:
0,87 times [HA] + [HA] = Ctotal 1,87 times [HA] = Ctotal [HA] = Ctotal1,87 [A^-] = 0,87 times Ctotal1,87

Passo 8

Escolhemos uma concentração total, por exemplo, 0,1 M. Então:
[HA] = 0,11,87 approx 0,0535 M [A^-] = 0,87 times 0,0535 approx 0,0466 M

Passo 9

Para preparar 500 mL de solução, calculamos as quantidades de ácido acético e acetato de sódio necessárias usando a concentração molar e o volume:
Mo<=s de HA = 0,0535 M times 0,5 L = 0,02675 mol Mo<=s de A^- = 0,0466 M times 0,5 L = 0,0233 mol

Passo 10

Convertendo para massa:
  • Ácido acético (CH₃COOH): Massa molar ≈ 60,05 g/mol
    Massa = 0,02675 mol times 60,05 g/mol approx 1,61 g
  • Acetato de sódio (CH₃COONa): Massa molar ≈ 82,03 g/mol
    Massa = 0,0233 mol times 82,03 g/mol approx 1,91 g

Resposta

Para preparar 500 mL de um tampão ácido acético-acetato com pH 4,7, utilize aproximadamente 1,61 g de ácido acético e 1,91 g de acetato de sódio dissolvidos em água até completar o volume final de 500 mL.

Exercícios relacionados