O plasma sanguíneo contém uma reserva total de carbonato (essencialmente HCO3 ^-+CO2) de 2,52 x 10^-2 mol L^-1.
Qual seria o pH se for adicionado 10^-2 mol L^-1 de H^+ sob condições tais que o aumento da [CO2] não possa ser liberado (sistema fechado)?

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz o seguinte: o plasma sanguíneo tem uma “reserva” total de carbonato (ou seja, a soma C = 2,52 times 10^-2;mol,L^-1 ) de
Aí jogam de num sistema fechado (não sai CO₂), e querem saber o pH final.
Conteúdo da matéria: equilíbrio ácido–base, mais especificamente o sistema carbonato/carbono em solução. Vamos precisar usar:
  1. Balanço de massa para .
  2. Equação de Henderson–Hasselbalch (ou constante de acidez ).
  3. Stoichiometria do ácido forte consumindo parte do .

Passo 2

Primeiro, lembra que a reação que importa é
H^+ + HCO3^- ;<=ftharpoons; H2CO3;(approx CO2;dissolvido)
A primeira constante de dissociação do ácido carbônico ( Ka1 = 4,5times10^-7, ) vale algo em torno de
que dá um

Passo 3

Como o sistema é fechado, o total de carbonato não muda:
[HCO3^-] + [CO2] = C = 2,52times10^-2
Quando a gente adiciona [CO2]rm fin = 0,01, [HCO3^-]rm fin = C - 0,01 = 2,52times10^-2 - 1,0times10^-2 = 1,52times10^-2 de , esse vai reagir consumindo exatamente a mesma quantidade de e virando .
  • Se antes e somavam , e a gente adiciona , então:


    Mas como , dá pra mostrar que:

Passo 4

Agora entra a fórmula de Henderson–Hasselbalch para a primeira dissociação:
pH = pKa1 + log[HCO3^-][CO2]
Substituindo:
pH = 6,35 + log1,52times10^-21,00times10^-2 = 6,35 + log(1,52)
E .

Passo 5

Então finalmente:
pH approx 6,35 + 0,18 = 6,53

Resposta

O pH final do plasma, após adicionar de em sistema fechado, é aproximadamente 6,53.

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