Solução Tampão
Teoria
Opaa, e ai?! Bora conversar um pouquinho sobre solução-tampão?
Solução-tampão, o que é?!
É uma solução, que pode ser ácida ou básica e sua principal característica é resistir a grandes variações de pH quando adicionado ácido ou base fortes à solução.
-Oi??

Perai, vamos juntinho com calma que tudo vai ficar claro!
As soluções-tampão são formadas pela mistura de um ácido (fraco) ou a base (fraca) ao adiciona-la a um sal contendo seu ácido ou base conjugada. Como por exemplo, a mistura de ácido acético e acetato de sódio.
Nesse caso a solução é formada por um ácido fraco e um sal contendo sua base conjugada.
CURIOSIDADE!! Um exemplo de solução tampão é a uma mistura presente no nosso sangue!! A mistura é formada por uma solução de ácido carbônico
Isso permite que o nosso sangue tenha uma pequena variação de pH. E essa estabilidade no pH do nosso sangue é essencial para nossa sobrevivência!
Como funciona?
Uma solução-tampão funciona, basicamente pelo efeito do íon comum!
Para isso precisamos relembrar como funciona uma reação em equilíbrio. Para isso vamos voltar ao exemplo do ácido acético e acetato de sódio.
Quando existe um equilíbrio e você adiciona excesso de um dos produtos
Então mesmo que a gente adicione ácido forte
Mas, se ao invés de adicionar ácido, for adicionada uma base ao meio?
Nesse caso a base vai reagir com o
Ou seja: embora a base tenha sido adicionada, isso provocou a liberação de mais
Sentiu agora a função da solução tampão?

Cálculo de pH para Solução-Tampão
Existe a maneira simplificada e a maneira mais extensa de fazer o cálculo de pH para uma solução- tampão. Essas duas maneiras funcionam tanto para ácidos como com bases.
De forma simples, podemos fazer assim:
Podemos escrever a constante de equilíbrio:
Aí, como o ácido é fraco, temos:
Então podemos considerar que
Já a
Isolando o
E lembrando que
Para um tampão feito com uma base e seu ácido conjugado:
Essa foi a forma “simplificada”. Mas como nem sempre as simplificações são válidas, a gente também pode resolver isso pelo “caso geral”. Aquele do balanço de massa e balanço de carga.
Vamos ver como isso funciona para uma mistura de um ácido com um sal .
- Primeiro escrevemos as reações envolvidas:
- Identificamos quais as concentrações desconhecidas (incógnitas):
- Escrevemos todas as equações que temos:
Temos
Como vimos anteriormente, manipulando, chegamos a:
Isolando o
Mas
Isolando o
Substituindo
Substituindo no
Se a gente considerar que as concentrações de
Para ver melhor como tudo isso se aplica e funciona na prática, tem vários exercícios de fixação resolvido passo-a-passo pra você... Vamos lá conferir!

Cálculo de pH para Solução-Tampão
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Elaboração própria.
Verifique se uma solução tampão é efetiva comparando a alteração de pH ao adicionar 1mL de 10,0 M em:
a) 1,0 L de água
b) 1,0 L de solução tampão onde a . (Dado: )
Passo 1
a) Alteração no pH da água.
Inicialmente a água tem pH 7,0, estando neutra.
Ao adicionar 1 mL de , estamos adicionando quantos moles de ?
Como estamos adicionando esse em 1,0 litro de água:
Então, a adição de 1 mL de mudou o pH de 7,0 para 2,0.
Passo 2
b) O pH da solução antes da adição de pode ser calculado por:
Aí vamos considerar que adicionamos 1 mL de 10,0 M nessa solução tampão. Como a gente já calculou no passo 1, isso significa que estamos adicionando 0,01 mol de no meio.
Esses vão reagir com o do meio.
Então, a nova será a concentração inicial menos 0,01 mol.
Por outro lado, a concentração de aumentou 0,01 mol. Porque cada que reage com um forma um .
Portanto:
E o pH do meio passou de 4,76 para 4,67.
Passo 3
Na ausência do tampão, a alteração de pH foi de 5 unidades. Na presença do mesmo, a alteração foi de 0,09.
Resposta
a) p e p
b) p e p
Exercício Resolvido #2
USP/IQSC – Lista de Equilíbrio Químico. Prof. Albérico. Questão 08.
Qual a razão entre as concentrações de ácido acético () e íon acetato () necessária para preparar um tampão cujo pH seja 5,70? Dado: .
Passo 1
Vamos definir a fórmula do pH de novo:
Isolando o :
Aplicando “”:
Passo 2
Queremos pH.
Nosso p será:
Portanto:
E a razão entre o ácido acético e o íons acetato, pedido no enunciado é o inverso do que achamos:
Resposta
9,09
Exercício Resolvido #3
UFRJ – Exercícios de aula de Química Analítica. Prof. Ricardo Santelli. Questão 01.
Calcular o pH de uma solução tampão constituída por 0,020 mol/L e 0,030 mol/L.
Dado: .
Passo 1
Pelo método simplificado:
Onde:
Tal que:
O que nos leva a :
Passo 2
No entanto, a gente sabe que essa fórmula só é verdadeira se e forem muito menor que e :
Será que isso é verdade?
É! As concentrações de e são, de fato, bem menores que as concentrações da base e do sal.
Resposta
p
Exercício Resolvido #4
UNB – Química Analítica. Professora Ana Cristi. Questão 23.
Calcule a razão das concentrações molares de íon benzoato de sódio e de ácido benzoico não ionizado necessárias para tamponar uma solução a pH 3,5.
Dado: .
Passo 1
Olha aí o equilíbrio de ionização do ácido benzóico
Isolando o :
Aplicando “”:
Passo 2
Queremos pH.
Nosso p será:
Portanto:
Ea razão das concentrações molares de íon benzoato e de ácido benzoico não ionizado será 0,195.
Resposta
0,195
Exercício Resolvido #5
UNB – Química Analítica. Prof. Ana Cristi. Questão 19.
Qual o pH de uma solução tampão constituída por 0,04 mol/L e 0,080 mol/L.
Dado: .
Passo 1
Pelo método simplificado:
Onde:
Tal que:
Passo 2
No entanto, a gente sabe que essa fórmula só é verdadeira se e forem muito menor que e :
Será que isso é verdade?
A comparação pode ser feita por:
É! As concentrações de e são, mais de mil vezes menores que as concentrações da base e do sal.
Resposta
p
Exercício Resolvido #6
UNB – Química Analítica. Prof. Ana Cristi. Questão 21.
Qual o pH de uma solução tampão constituída por 0,15 mol/L e 0,20 mol/L.
Dado: .
Passo 1
Pelo método simplificado:
Onde:
Tal que:
Passo 2
No entanto, a gente sabe que essa fórmula só é verdadeira se e forem muito menor que e :
Será que isso é verdade?
A comparação pode ser feita por:
Hmm.. A concentração de é “só” 500 vezes menor que a concentração do sal.
Talvez seja mais aconselhável fazer o método sistemático.
Passo 3
Pelo método sistemático, tem-se que:
Ainda que a concentração de seja relevante, a concentração de é da ordem de . Vamos fazer uma simplificação dizendo que ela é muito menor que as demais e, portanto, pode ser desconsiderada.
Assim:
Mesmo assim, é impossível resolver a equação, porque o aparece dentro do log e escondido ali no pH. Não tem como isolar ele.
A única forma de resolver é por métodos iterativos, aqueles que você chuta um valor e calcula, chuta e calcula, chuta e calcula... até o resultado convergir.
Se o seu professor não cobra isso, você pode se contentar com o resultado obtido no Passo 1.
Caso contrário, calculadora na mão e vambora.
O nosso chute inicial de vai ser o calculado no Passo 1.
Assim, o cálculo de pH fica:
De novo:
Como , o nosso resultado convergiu e o pH será dado por: