Explique o que são tampões e que tipo de compostos podem servir como tampão? Explique utilizando a seguinte reação genérica de dissociação de um ácido.
HA <=ftarrows H^++A^-

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que é uma solução tampão e que tipo de compostos podem servir de tampão, usando a reação genérica de dissociação de um ácido
HA <=ftarrows H^+ + A^-
O conteúdo envolve equilíbrio ácido-base, princípio de Le Châtelier e a equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

Uma solução tampão é um sistema que contém, simultaneamente, concentrações apreciáveis de um ácido fraco ( HA) e de sua base conjugada ( A^-), de modo que o pH se mantém praticamente constante quando se adiciona uma pequena quantidade de ácido forte ( H^+) ou base forte ( OH^-).

Passo 3

O mecanismo de resistência ao pH baseia-se nas reações de neutralização:
  • Ao adicionar H^+, o íon conjugado A^- reage formando HA, consumindo parte dos prótons extras:
H^+ + A^- longrightarrow HA
  • Ao adicionar OH^-, o ácido fraco HA doa próton para neutralizar a base forte:
OH^- + HA longrightarrow A^- + H2O

Passo 4

Podemos prever o pH da solução tampão com a equação de Henderson–Hasselbalch:
pH = pKa + log[A^-][HA],
onde pKa = -log Ka e Ka é a constante de dissociação de HA. Esse resultado mostra que o tampão funciona bem quando as concentrações de HA e de A^- são da mesma ordem de grandeza (ou seja, pHapprox pKapm1).

Passo 5

Os compostos que podem servir de tampão são pares formados por um ácido fraco e seu sal (base conjugada) ou por uma base fraca e seu sal (ácido conjugado). Exemplos comuns:
  • Ácido acético ( CH3COOH) e acetato de sódio ( CH3COO^-Na^+).
  • Amônia ( NH3) e cloreto de amônio ( NH4^+Cl^-).
  • Ácido fosfórico ( H2PO4^-/HPO4^2-), citrato, entre outros.

Resposta

Uma solução tampão é aquela que, contendo um ácido fraco HA e sua base conjugada A^- em concentrações comparáveis, resiste a variações de pH ao ser adicionada pequena quantidade de H^+ ou OH^-. Podem servir de tampão compostos como pares ácido fraco + sal de sua base conjugada (por exemplo, CH3COOH/CH3COO^-) ou base fraca + sal de seu ácido conjugado (por exemplo, NH3/NH4^+). A pH da solução tampão é dado por
pH = pKa + log[A^-][HA]

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