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:
Aqui,
é 4,7, e
do ácido acético é aproximadamente 4,76.
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Vamos isolar o logaritmo:
Passo 6
Agora, removemos o logaritmo aplicando a base 10 a ambos os lados:
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
. Então, temos:
E sabemos que:
Substituindo na primeira equação:
Passo 8
Escolhemos uma concentração total, por exemplo, 0,1 M. Então:
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:
Passo 10
Convertendo para massa:
-
Ácido acético (CH₃COOH): Massa molar ≈ 60,05 g/mol
-
Acetato de sódio (CH₃COONa): Massa molar ≈ 82,03 g/mol
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.