Deseja-se preparar 250 mL de uma solução tampão de ácido glicólico/glicolato 0,25 mol cdot L^-1 de pH = 3,0, à partir de uma solução de glicolato de sódio 0,125 mol cdot L^-1 e ácido glicólico 0,100 mol/L. Qual o volume da solução de glicolato de sódio e de ácido glicólico devem ser pipetados? Dado: Ka = 1,47 cdot 10^-4 (Valor = 0,8 )

Passo 1

Resumo do enunciado: a gente quer preparar 250 mL de um tampão glicólico/glicolato 0,25 M com pH 3,0, usando uma solução de Na-glicolato 0,125 M e outra de ácido glicólico 0,100 M.
Conteúdo: equilíbrio ácido–base e a equação de Henderson–Hasselbalch.
O que vamos precisar:
  • Calcular pKa a partir de Ka
  • Usar Henderson: pH = pKa + log([A–]/[HA])
  • Relacionar número de mols de A– e HA ao volume das soluções estoque

Passo 2

  1. Calcular pKa:
    pKa = –log(Ka) = –log(1,47·10⁻⁴) ≃ 3,83
  2. Montar a equação de Henderson–Hasselbalch:
    pH = pKa + log([A–]/[HA])
    3,0 = 3,83 + log([A–]/[HA])
    log([A–]/[HA]) = 3,0 – 3,83 = –0,83
    [A–]/[HA] = 10^(–0,83) ≃ 0,147

Passo 3

  1. Definir quantidades de matéria (mols) no tampão final:
    Volume final = 0,250 L; concentração total de tampão = 0,25 M
    ⇒ mols totais (A– + HA) = 0,25 M · 0,250 L = 0,0625 mol
    Se n_HA = x mol, então n_A– = 0,147·x
    x + 0,147 x = 0,0625 ⇒ 1,147 x = 0,0625 ⇒ x = 0,0625/1,147 ≃ 0,05447 mol (HA)
    n_A– = 0,147·0,05447 ≃ 0,00802 mol

Passo 4

  1. Calcular volumes a partir das concentrações estoque:
    – Ácido glicólico (HA): C = 0,100 M ⇒ V = n/C = 0,05447 mol / 0,100 M = 0,5447 L = 544,7 mL
    – Glicolato de sódio (A–): C = 0,125 M ⇒ V = n/C = 0,00802 mol / 0,125 M = 0,0642 L = 64,2 mL

Passo 5

  1. Análise final:
    Perceba que o volume de ácido glicólico calculado (544,7 mL) é muito maior que o volume final desejado (250 mL).
    Isso mostra que, com estas soluções‐estoque tão diluídas, não é possível obter 250 mL de tampão 0,25 M — a gente precisaria de um estoque de ácido muito mais concentrado.

Resposta

Para atingir pH 3,0 e 0,25 M no tampão de 250 mL seriam necessários, teoricamente,
• 64,2 mL da solução de Na-glicolato 0,125 M
• 544,7 mL da solução de ácido glicólico 0,100 M
Como 544,7 mL > 250 mL, concluímos que não dá para preparar esse tampão com as concentrações de estoque fornecidas.

Exercícios relacionados