Qual é o pH de uma solução preparada pela adição de 0,30 \mathrm{~mol} de ácido acético \left(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CO}_{2} \mathrm{H}\right) e 0,30 \mathrm{~mol} de acetato de sódio \left(\mathrm{NaCH}_{3} \mathrm{CO}_{2}\right) em quantidade suficiente de água para perfazer 1,0 \mathrm{~L} de solução?
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CO}_{2} \mathrm{H}(\mathrm{aq}) \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CO}_{2}^{-}(\mathrm{aq}) \quad \mathrm{K}_{e q}=1,8 \cdot 10^{-5}

Passo 1

O enunciado pede o pH de um tampão formado por ácido acético \mathrm{CH_3CO_2H} e seu sal acetato de sódio \mathrm{NaCH_3CO_2}, ambos 0{,}30 mol em 1{,}0 L, usando a constante de acidez
K_{eq} = 1{,}8 \times 10^{-5}.
Para resolver a gente vai usar a equação de Henderson–Hasselbalch para tampões ácido/fraco e base conjugada.

Passo 2

A equação de Henderson–Hasselbalch é
\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a + \log\frac{[\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]},
onde
\mathrm{p}K_a = -\log K_a = -\log\bigl(1{,}8\times10^{-5}\bigr)\approx 4{,}74.

Passo 3

Como temos 0{,}30 mol de cada em 1{,}0 L, aparecem as mesmas concentrações \,[\mathrm{A}^-]=[\mathrm{HA}],
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\log\frac{[\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]} = \log1 = 0 \quad\Longrightarrow\quad \mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a \approx 4{,}74.

Resposta

O pH da solução é 4{,}74.

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