Deseja-se preparar 800 ml de uma solução tampão com
. Para isto, tem-se a disposição 375 ml do do ácido hipocloroso,
, 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:
Então, a quantidade de mols de HOCl é:
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:
Sabemos que pH = 8,00 e $ K_A = 2,9 \times 10^{-8} $, então vamos calcular pKa:
Passo 4
Substituindo na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resolvendo para a razão
:
Agora, elevamos 10 a ambos os lados para eliminar o logaritmo:
Então:
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
Passo 6
Finalmente, multiplicamos os mols pela massa molar para encontrar a massa necessária:
Resposta
A massa necessária de hipoclorito de sódio (NaOCl) para preparar a solução tampão é aproximadamente 96,46 gramas.