Quais reagentes abaixo você utilizaria para preparar tampões nos seguintes pHs :
a) 10,00
Ácido \mathrm{K}_{\mathrm{a}} Base \mathrm{K}_{\mathrm{b}}
HCOOH 1,78 \times 10^{-4} \mathrm{NH}_{3} 1,75 \times 10^{-5}
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH} 1,75 \times 10^{-5} \left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{3} \mathrm{~N} 6,33 \times 10^{-5}
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CHOHCOOH} 1,35 \times 10^{-4} NaOH \infty
\mathrm{NaH}_{2} \mathrm{PO}_{4} 6,32 \times 10^{-8}
HCl \infty

Passo 1

O enunciado pede que a gente escolha pares ácido‐base conjugados cujos pKₐ sejam próximos de pH 10,00, de modo a aplicar a equação de Henderson–Hasselbalch
\text{pH} = \text{p}K_a + \log\frac{[\mathrm{Base}]}{[\mathrm{Ácido}]}Á
e garantir que o tampão tenha boa capacidade nessa faixa de pH.

Passo 2

Dos ácidos dados ( \mathrm{HCOOH}, \mathrm{CH_3COOH}, ácido lático e \mathrm{H_2PO_4^-}) todos têm pKₐ muito menores que 10, logo não nos servem para chegar a pH 10.
Sobram as bases \mathrm{NH_3} e (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N}. Calculamos o pKₐ do cátion conjugado via
\mathrm{p}K_a = 14 - \mathrm{p}K_b = 14 - \bigl(-\log K_b\bigr).

Passo 3

Para \mathrm{NH_3}:
\mathrm{p}K_b = -\log(1{,}75\times10^{-5}) \approx 4{,}76 \quad\Longrightarrow\quad \mathrm{p}K_a(\mathrm{NH_4^+}) \approx 14 - 4{,}76 = 9{,}24.
Para (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N}:
\mathrm{p}K_b = -\log(6{,}33\times10^{-5}) \approx 4{,}20 \quad\Longrightarrow\quad \mathrm{p}K_a\bigl((\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH^+}\bigr) \approx 14 - 4{,}20 = 9{,}80.

Passo 4

Comparemos a distância de cada pKₐ ao pH alvo (10,00):
\bigl|10,00-9,24\bigr|=0,76
\bigl|10,00-9,80\bigr|=0,20
O par cuja pKₐ está mais próximo de 10,00 é, portanto, (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N}/ (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH^+}.

Passo 5

Para obter o tampão basta usar trimetilamina (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N} e gerar o cátion conjugado (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH^+} pela adição controlada de HCl (formando cloreto de trimetilamônio).

Resposta

Use (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N} e HCl, obtendo o equilíbrio
(\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH^+}\;\rightleftharpoons\;(\mathrm{CH_3})_3\mathrm{N} + \mathrm{H^+}
cujo pKₐ de (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH^+} é 9{,}80, muito próximo de 10{,}00.

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