O fosfato presente em uma concentração de 0,01 \mathrm{M} é um dos principais tampões no plasma sanguíneo, cujo pH é 7,45 . O fosfato seria útil se o pH do plasma fosse de 8,5 ?

Passo 1

O enunciado diz que temos uma solução de fosfato com concentração de 0,01\\ \mathrm{M} atuando como tampão no plasma sanguíneo. O pH normal do plasma é 7,45, mas a pergunta é se esse tampão de fosfato seria útil se quiséssemos manter o pH em 8,5. Para responder, vamos usar o conceito de faixa eficaz de um tampão e a equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

A equação de Henderson–Hasselbalch para o par ácido/base \mathrm{H_2PO_4^-}/\mathrm{HPO_4^{2-}} é
\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_\mathrm{a} + \log\frac{[\mathrm{HPO_4^{2-}}]}{[\mathrm{H_2PO_4^-}]}.
O valor de \mathrm{p}K_\mathrm{a2} desse sistema (segunda dissociação do ácido fosfórico) é aproximadamente 7,2.

Passo 3

Substituindo \mathrm{pH}=8,5 e \mathrm{p}K_\mathrm{a}=7,2 na equação, obtemos
\log\frac{[\mathrm{HPO_4^{2-}}]}{[\mathrm{H_2PO_4^-}]} = 8,5 - 7,2 = 1,3,
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\frac{[\mathrm{HPO_4^{2-}}]}{[\mathrm{H_2PO_4^-}]} = 10^{1,3} \approx 20.

Passo 4

Um tampão é eficaz em torno de \pm1 unidade de pH em torno de seu \mathrm{p}K_\mathrm{a}, ou seja, na faixa de cerca de 6,2 a 8,2. Em pH 8,5 a razão ácido/base fica muito alta ( \approx 20:1), o que significa que quase todo o fosfato está na forma \mathrm{HPO_4^{2-}} e há pouquíssimo \mathrm{H_2PO_4^-} para reagir com adição de base ou ácido. A capacidade tampão torna-se muito fraca.

Resposta

Não. A faixa útil do tampão fosfato \mathrm{p}K_\mathrm{a}\approx7,2 vai de cerca de 6,2 a 8,2; em pH 8,5 ele perde capacidade tampão.

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