Enunciado

(a) Qual deve ser a razão das concentrações dos íons P O 4 3 - e H P O 4 2 - em uma solução tampão com pH igual a 12,0? (b) Que massa de K3PO4 deve ser adicionada a 1,00 L de uma solução 0,100 M de K2HPO4 para preparar uma solução tampão com pH igual a 12,0? (c) Que massa de K2HPO4 deve ser adicionada a 1,00 L de uma solução 0,100 M de K3PO4 para preparar uma solução tampão com pH igual a 12,0? (d) Que volume de uma solução 0,150 M de K3PO4 deve ser adicionado a 50 mL de uma solução de 0,100 M de K2HPO4 para preparar uma solução tampão com pH igual a 12,0?

Dado: p K a   H P O 4 2 - = 12,68 ; M M   K 3 P O 4 = 1 96   g / m o l ; M M   K 2 H P O 4 = 158   g / m o l .

Passo 1

(a)Aqui vamos usar a famosa equação de Henderson-Hasselbalch:

p H = p K a + l o g [ A - ] [ H A ]

Em palavras, o pH de uma solução tampão vai equivaler ao pKa do ácido (espécie mais protonada – com mais H+), mais o logaritmo da razão entre as concentrações da base conjugada e do ácido (ou base/ácido conjugado).

Reescrevendo ela pros íons P O 4 3 - e H P O 4 2 - , em suas formas de sais de potássio, temos:

p H = p K a + l o g [ K 3 P O 4 ] [ K 2 H P O 4 ]

Passo 2

Temos todos os dados que precisamos, só jogar na fórmula:

12,0 = 12,68 + l o g [ K 3 P O 4 ] [ K 2 H P O 4 ]

- 0,68 = l o g [ K 3 P O 4 ] [ K 2 H P O 4 ]

Pondo ambos os lados em base 10, teremos:

∴ [ K 3 P O 4 ] [ K 2 H P O 4 ] = 10 - 0,68 = 0,209

Resposta

∴ [ K 3 P O 4 ] [ K 2 H P O 4 ] = 10 - 0,68 = 0,209

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