Quando se deseja estudar reações envolvendo espécies de interesse biológico em valores de pH próximos a 7,0 , frequentemente recorre-se ao tampão formado pela mistura de
e K
.
a) Calcule o pH de uma solução obtida pela mistura de 0,2 mols de
e 0,1 mols
dissolvidos no volume total de 1 L . (R:
)
b) Calcule o pH resultante após a adição de 0,05 mols de ácido clorídrico à solução do item a. Considere que a variação de volume é desprezível. (R:
)
c) Calcule o pH resultante após a adição de
de NaOH à solução do item a. Considere que a variação de volume é desprezível. (R:
)
a) Calcule o pH de uma solução obtida pela mistura de 0,2 mols de
b) Calcule o pH resultante após a adição de 0,05 mols de ácido clorídrico à solução do item a. Considere que a variação de volume é desprezível. (R:
c) Calcule o pH resultante após a adição de
Passo 1
Beleza, olha só o que o enunciado pediu e o que a gente precisa saber.
– A mistura de KH₂PO₄ (que é fonte de H₂PO₄⁻, o “ácido” do nosso tampão) e K₂HPO₄ (que dá HPO₄²⁻, a “base” do tampão) num volume de 1 L.
– A gente vai usar a equação de Henderson–Hasselbalch:
– A mistura de KH₂PO₄ (que é fonte de H₂PO₄⁻, o “ácido” do nosso tampão) e K₂HPO₄ (que dá HPO₄²⁻, a “base” do tampão) num volume de 1 L.
– A gente vai usar a equação de Henderson–Hasselbalch:
– Para o par H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻,
.
– Nos itens b e c, a gente adiciona HCl (um ácido forte) ou NaOH (uma base forte), faz a contagem de novas quantidades de ácido e base conjugada e reaplica Henderson–Hasselbalch.
– Nos itens b e c, a gente adiciona HCl (um ácido forte) ou NaOH (uma base forte), faz a contagem de novas quantidades de ácido e base conjugada e reaplica Henderson–Hasselbalch.
Passo 2
Item a) Calcular o pH da solução inicial.
- Identifica:
– Ácido (HA) = H₂PO₄⁻, nₐ = 0,2 mol → [HA] = 0,2 M (volume = 1 L)
– Base conjugada (A⁻) = HPO₄²⁻, n_b = 0,1 mol → [A⁻] = 0,1 M - Usa Henderson–Hasselbalch:
Passo 3
Item b) Após adicionar 0,05 mol de HCl (ácido forte).
- Reage com a base HPO₄²⁻:
– HPO₄²⁻ + H⁺ → H₂PO₄⁻ - Novas quantidades:
– n_b (HPO₄²⁻) = 0,10 − 0,05 = 0,05 mol
– nₐ (H₂PO₄⁻) = 0,20 + 0,05 = 0,25 mol - Concentrações em 1 L: [A⁻] = 0,05 M, [HA] = 0,25 M
- Henderson–Hasselbalch:
Passo 4
Item c) Após adicionar 0,05 mol de NaOH (base forte).
- Reage com o ácido H₂PO₄⁻:
– H₂PO₄⁻ + OH⁻ → HPO₄²⁻ + H₂O - Novas quantidades:
– nₐ (H₂PO₄⁻) = 0,20 − 0,05 = 0,15 mol
– n_b (HPO₄²⁻) = 0,10 + 0,05 = 0,15 mol - Concentrações em 1 L: [HA] = 0,15 M, [A⁻] = 0,15 M
- Henderson–Hasselbalch:
Resposta
a) pH ≈ 6,91
b) pH ≈ 6,51
c) pH ≈ 7,21
b) pH ≈ 6,51
c) pH ≈ 7,21