Para eu medir a atividade de uma certa enzima necessito que o meu meio reacional fique estável em . (a) Dentre os ácidos relacionados abaixo, qual seria o ácido mais indicado para preparar o meu tampão? (b) Calcule a relação base conjugada/ácido neste pH. (c) Como você faria para preparar 1 L do tampão se você tem disponível no laboratório os reagentes à base de sódio?
ÁCIDO
OH
ÁCIDO

Passo 1

O enunciado pede um tampão de pH 7,0 para uma enzima. Isso envolve escolher um par ácido/base conjugada cujo pKa seja próximo de 7 e depois usar a equação de Henderson–Hasselbalch para (a) escolher o ácido, (b) calcular a razão [A^-]/[HA] e (c) determinar quantidades de sais de sódio para obter 1 L de tampão 0,10 mol/L.

Passo 2

Calculamos os pKa dos pares possíveis usando
pKa=-log(Ka)
Para o par H2PO4^-/HPO4^2- temos Ka=1,38times10^-7, logo
pKa=-log(1,38times10^-7)approx6,86
Esse valor é o mais próximo de 7,0, portanto o ácido indicado é H2PO4^- (monohidrogenofosfato) e a base conjugada é HPO4^2-.

Passo 3

Usamos a equação de Henderson–Hasselbalch:
pH=pKa+log[A^-][HA] Longrightarrow [A^-][HA]=10^pH-pKa
Substituindo pH=7,0 e pKa=6,86,
[A^-][HA]=10^7,0-6,86=10^0,14approx1,38

Passo 4

Para 1 L de tampão 0,10 mol/L, vale
[HA]+[A^-]=0,10;mol/L,
e [A^-]/[HA]=1,38. Logo
[HA]=0,101+1,38approx0,0420;mol/L, [A^-]=0,10-0,0420=0,0580;mol/L

Passo 5

Escolhendo os sais anidros de sódio: NaH2PO4 para HA e Na2HPO4 para A^-. As massas molares são aproximadamente
M(NaH2PO4)=119,98;g/mol, M(Na2HPO4)=141,96;g/mol
Portanto, para 1 L:
massa de NaH2PO4 =0,0420;moltimes119,98;g/mol approx5,04;g,
massa de Na2HPO4 =0,0580;moltimes141,96;g/mol approx8,22;g
Dissolva essas quantidades em água, complete para 1 L e verifique o pH ajustando, se necessário, com pequenas adições de ácido ou base.

Resposta

(a) O par H2PO4^-/HPO4^2- (uso de NaH2PO4 e Na2HPO4).
(b) [A^-][HA]approx1,38.
(c) Em 1 L de tampão 0,10 mol/L: 5,04 g de NaH2PO4 e 8,22 g de Na2HPO4, completar até 1 L com água.

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