O enunciado pede que a gente escolha um par ácido-base conjugado para confeccionar um tampão em \mathrm{pH}=4,0. Temos quatro pares disponíveis, com seus respectivos valores de \mathrm{p}K_a:
Para resolver, vamos usar o critério de que um tampão funciona melhor quando o \mathrm{pH} desejado está próximo do \mathrm{p}K_a do ácido (regra prática: \mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a\pm1).
Passo 2
Aplicamos a equação de Henderson–Hasselbalch para ver a proximidade ideal:
Na situação ótima de tampão [\mathrm{A^-}]=[\mathrm{HA}], temos \mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a. Mesmo assim, aceita-se até uma diferença de até 1 unidade entre \mathrm{pH} e \mathrm{p}K_a.
Passo 3
Calculamos a diferença \Delta_i = \mathrm{pH} - \mathrm{p}K_{a,i} para cada par:
Para o ácido ftálico/hidrogenoftalato:
\Delta_1 = 4{,}0 - 2{,}89 = 1{,}11
Para o ácido acético/acetato:
\Delta_2 = 4{,}0 - 4{,}74 = -0{,}74
Para \mathrm{H_2PO_4^-}/\mathrm{HPO_4^{2-}}:
\Delta_3 = 4{,}0 - 7{,}21 = -3{,}21
Para \mathrm{HPO_4^{2-}}/\mathrm{PO_4^{3-}}:
\Delta_4 = 4{,}0 - 12{,}44 = -8{,}44
Passo 4
Comparando os valores absolutos |\Delta_i|, vemos que apenas o par ácido acético/acetato tem \bigl|\Delta_2\bigr|=0{,}74\le1. Todos os outros estão fora da faixa de \pm1.
Resposta
O par mais adequado para tamponar em \mathrm{pH}=4,0 é o sistema ácido acético/acetato: