Sabendo-se que o pKa do ácido acético é 4,8 :
Calcule a razão entre as concentrações de ácido acético e acetato quando o pH da solução é 8,3 .
Calcule a razão entre as concentrações de ácido acético e acetato quando o pH da solução é 8,3 .
Passo 1
O enunciado dá que o pKa do ácido acético é
e que o pH da solução é
. A pergunta é: calcular a razão entre as concentrações de ácido acético e acetato, ou seja, encontrar
(para abreviar, vou usar
para ácido acético e
para acetato).
Passo 2
Vamos lembrar a definição de
para um ácido fraco
que se ioniza como
. A constante de dissociação ácida é
onde:
-
é a concentração de íons hidrogênio, -
é a concentração da base conjugada (acetato), -
é a concentração do ácido não dissociado (ácido acético).
Passo 3
Definimos
por
Tomando log10 da expressão de
e reorganizando, obtemos a equação de Henderson–Hasselbalch, que relaciona pH, pKa e as concentrações:
Explicando: aplicar
transforma
em
, e isolar
leva à forma acima; essa é a fórmula padrão para tampões e razões ácido/base conjugada.
Passo 4
Agora usamos a equação de Henderson–Hasselbalch e inserimos os valores dados:
Passo 5
Passamos do logaritmo para a razão:
Para calcular
sem calculadora, escrevemos
Sabemos que
, logo
Passo 6
A razão pedida é o inverso de
, pois queremos
. Assim
Interpretação rápida: com pH muito maior que o
, a forma ionizada (
) domina; o ácido não dissociado é muito pequeno em relação ao acetato — por isso a razão é um número pequeno.