Explique:
O que determina em que faixa de pH o tampão irá funcionar melhor?

Passo 1

O enunciado pergunta “O que determina em que faixa de pH o tampão irá funcionar melhor?”. Esse conteúdo envolve soluções tampão e a equação de Henderson–Hasselbalch, que relaciona o pH, o pK_{a} do ácido fraco e a razão entre as concentrações de base conjugada e ácido.

Passo 2

Escrevemos a equação de Henderson–Hasselbalch para um par ácido fraco/ base conjugada:
pH = pKa + log[A^-][HA],,
onde [A^-] é a concentração da base conjugada e [HA] a do ácido.

Passo 3

Para que o tampão resista bem à adição de H^+ ou O H^-, é preciso que as concentrações de ácido e base conjugada não sejam muito diferentes. Geralmente adota-se
0,1 <= [A^-][HA] <= 10,
pois, fora desse intervalo, a capacidade de tamponamento cai drasticamente.

Passo 4

Aplicando esse intervalo na equação de Henderson–Hasselbalch, temos
pKa + log(0,1) ;<=;pH;<=;pKa + log(10)
ou seja
pKa - 1 ;<=;pH;<=;pKa + 1

Passo 5

Concluímos que a faixa de pH em que o tampão funciona melhor é aquela em torno de pKa. Quanto mais próximo o pH estiver de pKa, maior a capacidade de resistir a variações de pH.

Resposta

O tampão funciona melhor na faixa de pH aproximadamente igual a pKa pm 1, porque nessa região as concentrações de ácido fraco e de sua base conjugada estão em proporções ótimas para amortecer variações de pH segundo a equação de Henderson–Hasselbalch.

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