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.
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
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 (
) e de sua base conjugada (
), de modo que o pH se mantém praticamente constante quando se adiciona uma pequena quantidade de ácido forte (
) ou base forte (
).
Passo 3
O mecanismo de resistência ao pH baseia-se nas reações de neutralização:
- Ao adicionar
, o íon conjugado reage formando , consumindo parte dos prótons extras:
- Ao adicionar
, o ácido fraco doa próton para neutralizar a base forte:
Passo 4
Podemos prever o pH da solução tampão com a equação de Henderson–Hasselbalch:
onde
e
é a constante de dissociação de
. Esse resultado mostra que o tampão funciona bem quando as concentrações de
e de
são da mesma ordem de grandeza (ou seja,
).
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 (
) e acetato de sódio ( ). - Amônia (
) e cloreto de amônio ( ). - Ácido fosfórico (
), citrato, entre outros.
Resposta
Uma solução tampão é aquela que, contendo um ácido fraco
e sua base conjugada
em concentrações comparáveis, resiste a variações de pH ao ser adicionada pequena quantidade de
ou
. Podem servir de tampão compostos como pares ácido fraco
sal de sua base conjugada (por exemplo,
) ou base fraca
sal de seu ácido conjugado (por exemplo,
). A pH da solução tampão é dado por