Um tampão ácido acético/acetato de sódio de
possui
de acetato de sódio. Calcule o pH após a adição de
de uma solução 0,0200 mol L- de a
da solução tampão.
Passo 1
O que o enunciado pede e o que foi dado (sem resolver ainda).
- Pede: calcular o
da solução tampão após a adição de um volume de solução ácida. - Dados do tampão (antes da adição):
e . A solução tampão tem volume . - Dados da adição:
de uma solução de ácido acético com concentração . - Observação necessária (assumida): usar
do ácido acético igual a (valor padrão a ).
Estas são todas as informações que serão usadas.
Passo 2
Princípio e fórmula que vamos usar (explicação didática).
Uma solução tampão ácida acético/acetato é descrita pela equação de Henderson–Hasselbalch:
Uma solução tampão ácida acético/acetato é descrita pela equação de Henderson–Hasselbalch:
onde:
-
é o potencial hidrogeniônico da solução; -
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida: ; -
é a concentração do íon acetato ( ); -
é a concentração do ácido acético ( ).
Se conhecemos, e , podemos isolar :
Usamos essa forma para determinar quanto de ácido havia no tampão antes da adição.
Passo 3
Calcular a concentração inicial de ácido acético
usando os dados do tampão.
Aplicando a fórmula:
Aplicando a fórmula:
Calcule o expoente:
então
Logo
Interpretando: o tampão de
com
corresponde a
.
Passo 4
Converter concentrações em número de mols na porção de tampão (volume
).
Mols de acetato ( ) inicialmente:
Mols de acetato (
Mols de ácido (
) inicialmente:
Passo 5
Calcular os mols de ácido adicionados e os mols finais após mistura.
Mols de ácido adicionados (volume , concentração
):
Mols de ácido adicionados (volume
Mols finais de
:
Mols finais de
(não mudou pela adição de ácido):
Observação importante sobre volumes: como tanto
quanto
ocupam o mesmo volume final, a razão de concentrações
pode ser obtida diretamente pela razão dos mols
. Assim não é necessário calcular as concentrações absolutas (divisão pelo volume final cancela).
Passo 6
Calcular o
final com Henderson–Hasselbalch usando razões de mols.
A razão final:
A razão final:
Aplicando Henderson–Hasselbalch com
:
Calcule o logaritmo:
Então
Conclusão: a adição de
de solução
de ácido acético ao tampão de
praticamente não altera o
(variação desprezível).
Resposta
4,00