Exercícios Resolvidos de Solução Tampão

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Enunciado

Liste duas bases fracas e os sais contendo seus ácidos conjugados que podem ser utilizados para preparar soluções tampão com pH aproximadamente 9,0.

Passo 1

Vamos procurar dois caras aí de cima que tenham p K a próximo de 9. E que o ácido tenha carga, assim ele pode formar um sal.

Passo 2

Pela tabela, temos algumas possibilidades. Escolhemos:

  • Amônia + cloreto de amônio
  • Trimetilamina + brometo de trimetilamônio

Os ânions dos sais devem ser oriundo de ácidos fortes, pra não causar hidrólise.

Como os p K a estão um pouco acima do pH pedidos, podemos modificar um pouco as concentrações do sal e do ácido.

Para o tampão amoniacal:

9,0 = 9,25 + log ⁡ C b a s e C s a l

Porque que a gente trocou a base com o sal ali?

Na fórmula do pH temos C s a l em cima representando o [ A - ] do ácido. Mas aqui, a forma desprotonada do ácido é justamente a amônia, que é a nossa base.

N H 4 + ⏟ H A ⇌ N H 3 ⏟ A - + H +

Ainda na fórmula do pH, temos C á c i d o em baixo. Acontece que o nosso ácido é o N H 4 + , que será veiculado pelo sal, o cloreto de amônio.

log ⁡ C b a s e C s a l = - 0,25

C b a s e C s a l = 10 - 0,25 = 0,56

Se optarmos, por exemplo, por usa C s a l = 0,1   M e C b a s e = 0,056   M .

Para o tampão com trimetilamina:

9,0 = 9,81 + log ⁡ C b a s e C s a l

log ⁡ C b a s e C s a l = - 0,81

C b a s e C s a l = 10 - 0,81 = 0,15

Portanto, poderíamos usar C s a l = 0,2   M e C b a s e = 0,03   M .

Passo 3

Se você não gostou da gente ter trocado a forma da fórmula, aqui vai um outro jeito de pensar o mesmo problema.

Para um tampão feito com uma base + seu ácido conjugado:

p O H = p K b + log ⁡ C s a l C b a s e

Como queremos p H = 9,0 , o p O H = 5,0 .

Como o K a do amônio é igual a 5,6 . 10 - 10 , o K b da amônia será:

K b = K w K a = 10 - 14 5,6 . 10 - 10 = 1,78 . 10 - 5

p K b = - log ⁡ 1,78 . 10 - 5 = 4,75

Portanto, jogando tudo isso na fórmula do pOH:

5,0 = 4,75 + log ⁡ C s a l C b a s e

log ⁡ C s a l C b a s e = 0,25

C s a l C b a s e = 10 0,25 = 1,78

Se a concentração do sal for arbitrariamente escolhida como 0,1   M , a concentração da base será:

C b a s e = 0,1 1,78 = 0,056   M

Mesmo resultado!

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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