1. Que massa de ácido benzóico ( Ka=6,3 times 10^-5 ; M=122 g / mol ) deve ser adicionada a 100,0 mL de solução 0,090 mol / L de hidróxido de sódio para formar um tampão de pH=4,6 ? Dado: Dado: Ka=4,27 times 10^-4( Resp.: 1,54 g)
  2. Sobre 200,0 mL de solução tampão constituída por acetato de sódio 0,20 mol / L e ácido acético 0,10 mol / L adicionam-se 10,0 mL de solução de ácido clorídrico 0,10 mol / L. Calcule a variação ocorrida no pH da solução original. (Resp. De<a p H=-0.03 )

Passo 1

Questão 9: queremos preparar um tampão de pH 4,6 adicionando ácido benzóico (massa molar M=122,g/mol, Ka=6,3times10^-5) a 100,0 mL de solução 0,090 mol/L de NaOH. Vamos usar o conceito de tampão e a equação de Henderson–Hasselbalch para relacionar pH, pKa e as concentrações de base conjugada (A^-) e ácido (HA), e fazer o balanço de matéria da reação ácido+base forte to sal+água.

Passo 2

Calcular as mols iniciais de hidróxido de sódio:
nOH^- = CNaOHtimes V =0,090 mol/Ltimes0,100 L =0,0090 mol

Passo 3

Determinar pKa do ácido benzóico:
pKa =-log10l(6,3times10^-5r) approx4,20

Passo 4

Aplicar a equação de Henderson–Hasselbalch para o tampão final:
pH =pKa +log10[A^-][HA] Longrightarrow 4,6-4,20 =log10[A^-][HA] =0,40
Logo,
[A^-][HA] =10^0,40approx2,51

Passo 5

Depois de adicionar o ácido, todo OH^- ( 0,0090 mol) é consumido para formar A^-. Assim:
nA^- =0,0090 mol, nA^-nHA =2,51 Longrightarrow nHA =0,00902,51 approx0,00359 mol
As mols totais de ácido benzóico adicionadas foram
nHA,,ad =nA^-+nHA =0,0090+0,00359 =0,01259 mol

Passo 6

Converter para massa:
m =nHA,,adtimes M =0,01259 moltimes122 g/mol approx1,54 g

Passo 7

Questão 10: temos 200,0 mL de tampão acetato/ácido acético ( CAcO^-=0,20 mol/L, CHAc=0,10 mol/L) e adicionamos 10,0 mL de HCl 0,10 mol/L. Vamos calcular a variação de pH usando a equação de Henderson–Hasselbalch antes e depois da adição e o balanço de neutralização por reação forte.

Passo 8

Mols iniciais em 0,200 L:
nAcO^-,i =0,20times0,200 =0,0400 mol, nHAc,i =0,10times0,200 =0,0200 mol

Passo 9

pH inicial pelo Henderson–Hasselbalch ( pKa=4,76 do ácido acético):
pHi =4,76+log100,04000,0200 =4,76+log102 approx4,76+0,301 =5,061

Passo 10

Mols de HCl adicionados em 0,010 L:
nHCl =0,10 mol/Ltimes0,010 L =0,0010 mol

Passo 11

Reação de neutralização:
HCl+AcO^-toHAc+Cl^-
Mols finais em volume total 0,210 L:
nAcO^-,f =0,0400-0,0010 =0,0390 mol, nHAc,f =0,0200+0,0010 =0,0210 mol

Passo 12

pH final pelo Henderson–Hasselbalch:
pHf =4,76+log100,03900,0210 =4,76+log101,857 approx4,76+0,269 =5,029

Passo 13

Variação de pH:
De<a pH =pHf-pHi =5,029-5,061 =-0,032approx-0,03

Resposta

A variação de pH da solução tampão é De<a pHapprox-0,03.

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