Qual a relação entre as massas de carbonato de sódio
e bicarbonato de sódio
necessárias para preparar uma solução tampão de pH 10,0?
Passo 1
O enunciado pede a relação entre as massas de Na₂CO₃ e NaHCO₃ para montar um tampão de pH 10,0.
Conteúdo: sistemas tampão e a equação de Henderson–Hasselbalch.
O que vamos precisar:
Conteúdo: sistemas tampão e a equação de Henderson–Hasselbalch.
O que vamos precisar:
- O pKₐ do par HCO₃⁻/CO₃²⁻ (segundo dissociação do ácido carbónico).
- A equação pH = pKₐ + log([base]/[ácido]).
- Massas molares de Na₂CO₃ e de NaHCO₃.
Passo 2
Escrevendo a equação de Henderson–Hasselbalch para o par HCO₃⁻/CO₃²⁻:
Aqui,
é a “base” e
é o “ácido conjugado”.
Passo 3
O pKₐ correspondente à reação
é aproximadamente 10,33.
Passo 4
Substituímos pH = 10,00 e pKₐ = 10,33:
Isso significa: moles de Na₂CO₃ : moles de NaHCO₃ = 0,47 : 1.
Passo 5
Para converter moles em massas, usamos as massas molares:
- M(Na₂CO₃) ≈ 106 g/mol
- M(NaHCO₃) ≈ 84 g/mol
Se temos 0,47 mol de Na₂CO₃ e 1 mol de NaHCO₃, as massas são:
Logo, a razão de massas é
Resposta
Para pH 10,0, a massa de Na₂CO₃ deve ser cerca de 0,59 vezes a massa de NaHCO₃.