Uma solução aquosa é preparada misturando-se ácido acético 0,01 \mathrm{M} e etilamina 0,01 \mathrm{M} e o pH é ajustado para 7,4. Qual a razão de acetato e ácido acético na solução? Qual a razão de etinamina e etilamônio na solução?

Passo 1

O enunciado nos dá duas espécies conjugadas em tampão: ácido acético/acetato e etilamina/etilamônio, com concentrações iniciais de 0,01\:\mathrm{M} e pH ajustado para 7,4. Para cada par ácido–base usaremos a equação de Henderson–Hasselbalch:
\text{pH} = \mathrm{p}K_a + \log\frac{[\text{base}]}{[\text{ácido}]}.á

Passo 2

Para o sistema ácido acético/acetato, usamos \mathrm{p}K_a(\text{ácido acético})=4,76áé. Aplicando Henderson–Hasselbalch:
7,4 = 4,76 + \log\frac{[\mathrm{CH_3COO^-}]}{[\mathrm{CH_3COOH}]},
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\frac{[\mathrm{CH_3COO^-}]}{[\mathrm{CH_3COOH}]} = 10^{\,7,4 - 4,76} = 10^{2,64} \approx 4,37\times 10^2 \approx 437.

Passo 3

No sistema etilamina/etilamônio a base é \mathrm{C_2H_5NH_2} e seu conjugado é \mathrm{C_2H_5NH_3^+}. A constante de basicidade da etilamina é \mathrm{p}K_b=3,35, então a \mathrm{p}K_a do ácido conjugado satisfaz
\mathrm{p}K_a + \mathrm{p}K_b = 14 \quad\Longrightarrow\quad \mathrm{p}K_a(\mathrm{C_2H_5NH_3^+}) = 14 - 3,35 = 10,65.

Passo 4

Agora aplicamos Henderson–Hasselbalch ao par etilamina/etilamônio:
7,4 = 10,65 + \log\frac{[\mathrm{C_2H_5NH_2}]}{[\mathrm{C_2H_5NH_3^+}]},
de onde
\frac{[\mathrm{C_2H_5NH_2}]}{[\mathrm{C_2H_5NH_3^+}]} = 10^{\,7,4 - 10,65} = 10^{-3,25} \approx 5,6\times 10^{-4}.

Resposta

A razão entre acetato e ácido acético é aproximadamente 437.
A razão entre etilamina e etilamônio é aproximadamente 5{,}6\times 10^{-4}.

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