O que é necessário para se ter uma solução tampão?

Passo 1

O enunciado pergunta “o que é necessário para se ter uma solução tampão?”. Esse é um tópico de química de ácidos e bases: a ideia de tamponamento se baseia em um sistema que resiste a variações de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou de base. Para resolver, vamos recorrer ao conceito de pares ácido fraco/base conjugada e à equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

Uma solução tampão é aquela que contém, simultaneamente, um ácido fraco HA e sua base conjugada A^-. Esses dois componentes formam um par conjugado que neutraliza, em parte, íons H^+ ou OH^- adicionados, mantendo o pH quase constante.

Passo 3

Para que o sistema funcione como tampão, é preciso que as concentrações de HA e de A^- sejam razoavelmente elevadas e comparáveis entre si. Se uma das espécies estiver em concentração muito baixa, o sistema perde capacidade de neutralização e deixa de ser eficaz.

Passo 4

A equação de Henderson–Hasselbalch relaciona o pH da solução ao valor de pKa do ácido e à razão entre as concentrações:
pH = pKa + log[A^-][HA]
Dessa fórmula segue que o tampão é mais eficiente quando
0,1 <= [A^-][HA] <= 10
ou seja, quando pH fica em aproximadamente pKa pm 1.

Resposta

Para ter uma solução tampão é necessário ter um par ácido fraco/base conjugada ( HA/A^-) em concentrações comparáveis e suficientemente altas, de modo que o pH fique próximo de pKa e resista a adições moderadas de ácido ou base.

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