2- A seguir qual seria a melhor combinação para tamponar o pH em aproximadamente 9,2 e qual deve ser a razão entre as espécies da solução-tampão? Justifique a sua resposta. Não esqueça de representar o cálculo da razão e representar o equilibrio envolvido.
a) HCl e NaOH
b) NH3 e NH4 Cl
c) CH3 COOH e NaCH3 COO

Passo 1

O enunciado pede escolher, entre três pares de substâncias, o melhor tampão para manter o pH em torno de 9,2 e calcular a razão entre as concentrações das espécies conjugadas. O conteúdo envolvido é tampão ácido–base e a equação de Henderson–Hasselbalch.

Passo 2

Primeiro identificamos quais pares podem formar tampão. Um tampão precisa de um ácido fraco e sua base conjugada ou vice-versa.
HCl e NaOH são ácido e base fortes, não formam tampão.
CH3COOH e CH3COO^- têm pKaapprox4,76, muito longe de 9,2.
NH4^+ e NH3 têm pKaapprox9,25, muito próximo de 9,2. Portanto o melhor tampão é NH3/NH4Cl.

Passo 3

Representamos o equilíbrio ácido–base envolvido no tampão amônia/amônio:
NH4^+ <=ftharpoons NH3 + H^+
A constante de dissociação ácida é
Ka = [NH3],[H^+][NH4^+]
e pKa = -log Ka approx 9,25.

Passo 4

Aplicamos a equação de Henderson–Hasselbalch:
pH = pKa + log[base][ácido] á
Aqui a base é NH3 e o ácido conjugado é NH4^+. Logo
9,2 = 9,25 + log[NH3][NH4^+]
Isolando a razão:
log[NH3][NH4^+] = 9,2 - 9,25 = -0,05
[NH3][NH4^+] = 10^-0,05 approx 0,89

Passo 5

Isso significa que, para cada mol de NH4^+, devemos ter cerca de 0,89 mol de NH3 para obter pH approx 9,2.

Resposta

b) NH3 e NH4Cl, com razão [NH3][NH4^+]approx0,89.

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