Deseja-se preparar 800 ml de uma solução tampão com pH=8,00. Para isto, tem-se a disposição 375 ml do do ácido hipocloroso, HOCl,(KA=2,9.10^-8) 1,200 M, e o restante do volume sendo completado com água e a adição do sal hipoclorito de sódio, NaOCl . Determine a massa do sal necessária para preparar esta solução.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente precisa preparar 800 ml de uma solução tampão com pH igual a 8,00. Para isso, temos 375 ml de ácido hipocloroso (HOCl) com concentração de 1,200 M e precisamos completar o volume restante com água e sal hipoclorito de sódio (NaOCl). O conteúdo que vamos usar aqui é o de soluções tampão, que combinam um ácido fraco com sua base conjugada para manter o pH estável. Vamos precisar das fórmulas das equações de equilíbrio ácido-base e da equação de Henderson-Hasselbalch para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de ácido hipocloroso que temos. A concentração é 1,200 M, e o volume é 375 ml. Lembrando que concentração (M) é mol/L, vamos converter 375 ml para litros:
375 , ml = 0,375 , L
Então, a quantidade de mols de HOCl é:
Mols de HOCl = 1,200 , M times 0,375 , L = 0,450 , mol

Passo 3

Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH de uma solução tampão com o ácido e sua base conjugada:
pH = pKA + log([Base][Ácido]) Á
Sabemos que pH = 8,00 e $ K_A = 2,9 \times 10^{-8} $, então vamos calcular pKa:
KA = 2,9 times 10^-8

Passo 4

Substituindo na equação de Henderson-Hasselbalch:
8,00 = 7,54 + log([Base]0,450)
Resolvendo para a razão [Base][Ácido]Á:
8,00 - 7,54 = log([Base]0,450)
0,46 = log([Base]0,450)
Agora, elevamos 10 a ambos os lados para eliminar o logaritmo:
10^0,46 approx 2,884
Então:
[Base]0,450 = 2,884
[Base] = 0,450 times 2,884 approx 1,298 , mol

Passo 5

A base aqui é o hipoclorito de sódio (NaOCl). Então, precisamos de aproximadamente 1,298 mol de NaOCl para a solução tampão.
Agora, vamos calcular a massa desse sal. A massa molar do NaOCl é a soma das massas molares de Na, O e Cl:
  • Na: 22,99 g/mol
  • O: 16,00 g/mol
  • Cl: 35,45 g/mol
Massa molar do NaOCl = 22,99 + 16,00 + 35,45 = 74,44 , g/mol

Passo 6

Finalmente, multiplicamos os mols pela massa molar para encontrar a massa necessária:
Massa de NaOCl = 1,298 , mol times 74,44 , g/mol approx 96,46 , g

Resposta

A massa necessária de hipoclorito de sódio (NaOCl) para preparar a solução tampão é aproximadamente 96,46 gramas.

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