Obs.: É permitido o uso de calculadora, porém todas as respostas devem vir acompanhadas dos cálculos pertinentes, com o desenvolvimento das equações até a resposta final.
Um tampão é preparado pela dissolução de
de acetato de sódio (massa molar
) em 500 mL e de uma solução
de ácido acético
com
. Responda o que se pede:
a) Escreva a reação deste equilibrio e calcule o pH desta solução.
b) Qual dos seguintes ácidos é mais adequado para preparar um tampão de
? Peróxido de hidrogênio
, ácido propanoico
, ácido cianoacético
ou ácido 4aminobenzenossulfônico (
). Explique sua resposta.
Um tampão é preparado pela dissolução de
a) Escreva a reação deste equilibrio e calcule o pH desta solução.
b) Qual dos seguintes ácidos é mais adequado para preparar um tampão de
Passo 1
Beleza, então vamos lá! Recebemos um exercício sobre tampões, que são soluções que resistem a mudanças de pH quando adicionamos um pouco de ácido ou base. Para resolver essa questão, vamos precisar entender um pouco sobre reações de equilíbrio ácido-base e como calcular o pH de uma solução tampão usando a equação de Henderson-Hasselbalch. Também vamos precisar saber como escolher o ácido certo para ajustar o pH desejado.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a reação de equilíbrio entre o ácido acético ($ \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}
\mathrm{CH}_3\mathrm{COONa}
\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-
\mathrm{Na}^+ $).
Essa é a reação de equilíbrio que ocorre na solução tampão.
Passo 3
Agora, vamos calcular o pH dessa solução tampão. Para isso, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Onde:
- $ \mathrm{pH} $ é o que queremos encontrar.
- $ \mathrm{p}K_a $ é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida ($ K_a $) do ácido acético.
- $ [\mathrm{A}^-] $ é a concentração do íon acetato.
- $ [\mathrm{HA}] $ é a concentração do ácido acético.
Vamos calcular cada parte:
- Calculando $ \mathrm{p}K_a $:
- Calculando $ [\mathrm{A}^-] $:
Primeiro, encontramos o número de mols de acetato de sódio:
Como a solução final é de 500 mL (0,5 L), a concentração de $ \mathrm{A}^- $ é:
- Calculando $ [\mathrm{HA}] $:
A concentração do ácido acético já foi dada como 0,175 mol/L.
- Aplicando na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
a) A reação de equilíbrio é $ \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH} \leftrightarrow \mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^- + \mathrm{H}^+ $ e o pH da solução é aproximadamente 4,82.
b) O ácido mais adequado para preparar um tampão de pH 3,10 é o ácido 4-aminobenzenossulfônico (pKa=3,23), pois seu pKa está mais próximo do pH desejado, garantindo uma melhor capacidade tampão nessa faixa de pH.