Explique o que ocorre quando se adiciona um ácido a um tampão e o pH não varia muito.
Passo 1
O enunciado pergunta o que acontece quando adicionamos uma certa quantidade de ácido forte a um sistema tampão e por que o pH desse tampão praticamente não se altera. O conteúdo envolvido é equilíbrio ácido‐base em soluções tampão e a fórmula de Henderson–Hasselbalch. Vamos usar a reação de neutralização do ácido adicionado pela base conjugada do tampão e depois a equação de Henderson–Hasselbalch para explicar a pequena variação de pH.
Passo 2
Suponha um tampão formado por um ácido fraco
e sua base conjugada
. A reação de dissociação do ácido fraco fica
Quando adicionamos ácido forte, na forma de
, o excesso de íons
é consumido pela base conjugada
do tampão, gerando mais
:
Passo 3
Depois da adição, as concentrações mudam de
e
para
onde
é a quantidade de mols de
adicionada (assumindo volumes quase constantes).
Passo 4
Para relacionar o pH com essas concentrações usamos a equação de Henderson–Hasselbalch:
Após a adição,
Se
for pequeno comparado a
e
, a razão
muda pouco, logo o pH muda muito pouco.
Passo 5
Em outras palavras, o ácido adicionado é neutralizado pela base conjugada do tampão, convertendo
em
. Como as concentrações permanecem quase na mesma razão, o pH se mantém quase constante. Esse fenômeno é chamado de ação tampão, e a capacidade tampão é maior quando
e
são grandes e próximas.
Resposta
O ácido forte adicionado é consumido pela base conjugada do tampão, formando o ácido fraco; como isso altera pouco a razão
, segundo Henderson–Hasselbalch o pH varia muito pouco.