Explique:
a. O que é uma solução tampão?
b. O que determina em que faixa de pH o tampão irá funcionar melhor?
a. O que é uma solução tampão?
b. O que determina em que faixa de pH o tampão irá funcionar melhor?
Passo 1
O enunciado quer que a gente entenda dois pontos de química de solução aquosa:
. O que é uma solução tampão (conteúdo: ácido/base conjugados e resistência a variação de pH).
. O que define a faixa de pH em que esse tampão funciona melhor (conteúdo: equação de Henderson–Hasselbalch e relação de concentrações).
Passo 2
Para responder “o que é uma solução tampão” precisamos saber que, em água, ácidos e bases conjugados atuam neutralizando adicionais de íons
ou O
. Então, solução tampão é aquela que contém um par ácido fraco/base conjugada (ou base fraca/ácido conjugado) em concentrações comparáveis. Quando você adiciona um pouco de ácido (
), a base conjugada o consome; quando adiciona um pouco de base (O
), o ácido fraco doa
para neutralizar. Esse mecanismo faz o pH variar muito pouco.
Passo 3
Para entender em que faixa de pH o tampão vai “segurar” melhor, usamos a equação de Henderson–Hasselbalch:
Aqui,
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida do par em questão,
é a concentração da base conjugada e
a do ácido fraco. Quando
, o termo log ··· \approx 0) e
. Para que o tampão ainda seja eficaz, o rácio pode variar entre
e
, o que dá:
Dentro desse intervalo de aproximadamente
unidade de pH em torno de
, o tampão melhor resiste a mudanças de pH.
Resposta
a. Uma solução tampão é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada (ou de uma base fraca e seu ácido conjugado) em concentrações comparáveis, capaz de neutralizar pequenas adições de
ou O
e, assim, manter o pH quase constante.
b. A faixa de pH em que o tampão funciona melhor é determinada pelo valor de
do par ácido/base e pelo rácio das concentrações
e
. De modo prático, ele é eficaz tipicamente em