(
pontos) Qual é a variação de pH para uma solução tampão composta por ácido acético
e acetato de sódio
quando é adicionado
de
em 10 mL dessa solução.
do ácido acético
Passo 1
O enunciado pede a variação de pH quando se adiciona ácido clorídrico a uma solução tampão. Dados fornecidos:
- Concentração do ácido acético:
. - Concentração do acetato de sódio:
. - Volume da solução tampão à qual se adiciona o ácido:
. - Volume de
adicionado: de solução . - Constante de dissociação do ácido acético:
.
Pergunta clara: qual é a variação de pH (ΔpH) causada por essa adição de?
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):
- Uma solução tampão ácido/base conjugada resiste a variações de pH porque o par ácido fraco/ base conjugada consome o ácido forte ou a base forte adicionada.
- A equação prática para calcular o pH de um tampão é a equação de Henderson–Hasselbalch:
Aqui:
-
. -
é a concentração da forma básica (aqui, acetato ). -
é a concentração do ácido fraco (aqui, , ácido acético). - Observação prática: como as concentrações são obtidas por divisão das mesmas quantidades de volume final, a razão de concentrações após mistura é igual à razão de moles; portanto podemos usar moles no lugar de concentrações dentro do logaritmo.
Passo 3
Calcular os moles iniciais (antes de adicionar
):
- Volume da solução tampão:
. - Moles de ácido acético (
):
- Moles de acetato (
):
Passo 4
Calcular o pH inicial usando Henderson–Hasselbalch:
- Primeiro calcule
:
- Razão inicial
-
- Logo o pH inicial:
Passo 5
Calcular os moles de
adicionados:
- Volume de
: . - Concentração de
: . - Moles de
:
Passo 6
Reação estequiométrica e moles após adição:
-
fornece que reage com acetato:
- Portanto, moles de
diminuem em e moles de aumentam em . - Moles após adição:
- Observação: o volume final é
, mas não precisamos dividir pelos volumes porque usamos a razão de moles.
Passo 7
Calcular o pH final com Henderson–Hasselbalch:
- Razão final:
-
- Usando o mesmo
,
Passo 8
Calcular a variação de pH e interpretar:
- Variação de pH:
- Interpretação: o pH diminuiu em cerca de
unidades (uma queda pequena), mostrando que o tampão protegeu bem contra a adição do ácido.