*15-14. Identificar o par ácido/base conjugado principal e calcular a razão entre eles em uma solução que é tamponada em pH 6,00 e que contém
(d) ácido tartárico.

Passo 1

Na questão, precisamos identificar o par ácido/base conjugado principal e calcular a razão entre eles em uma solução tamponada a pH 6,00 que contém ácido tartárico. Vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente a equação de Henderson-Hasselbalch, para resolver essa questão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o ácido tartárico e suas propriedades. O ácido tartárico (C₄H₆O₆) é um ácido diprótico, ou seja, possui dois prótons que podem ser doados em reações ácido-base. Ele tem duas constantes de dissociação ácida, conhecidas como pKa, que indicam a força de cada próton ácido.

Passo 3

Em uma solução tamponada, geralmente usamos um ácido fraco e sua base conjugada correspondente. No caso do ácido tartárico, os pares ácido/base conjugados principais são:
  1. H₂T⁻ / HT²⁻
  2. HT²⁻ / T³⁻
Onde:
  • H₂T⁻ é o ácido tartárico totalmente protonado,
  • HT²⁻ é a forma mono prótonada,
  • T³⁻ é a base conjugada totalmente desprotonada.

Passo 4

Agora, vamos calcular a razão entre a base conjugada e o ácido usando a equação de Henderson-Hasselbalch:
Á
Rearranjando para encontrar a razão:
Á

Passo 5

Precisamos escolher o par ácido/base que melhor se adequa ao pH fornecido, que é 6,00. Vamos verificar os valores de pKa do ácido tartárico:
  • pKa₁ ≈ 3,0
  • pKa₂ ≈ 4,3
Como o pH da solução (6,00) está acima dos dois pKa, a forma predominante será a base conjugada total (T³⁻). No entanto, para que a solução seja um tamponante eficaz, o pH idealmente deve estar próximo a um dos valores de pKa. Neste caso, vamos considerar pKa₂ para continuar o cálculo.

Passo 6

Aplicando na fórmula com pKa₂ ≈ 4,3:
³²

Resposta

A razão entre a base conjugada (T³⁻) e o ácido (HT²⁻) na solução tamponada é aproximadamente 50:1.

Exercícios relacionados

*15-14. Identificar o par ácido/base conjugado principal e calcular a razão entre eles em uma solução que é tamponada em pH 6,00 e que contém
© ácido malônico.
*15-14. Identificar o par ácido/base conjugado principal e calcular a razão entre eles em uma solução que é tamponada em pH 6,00 e que contém
(b) ácido cítrico.
15-15. Identificar o par ácido/base conjugado principal e calcular a razão entre eles em uma solução que é tamponada em pH 9,00 e que contém
(a) .
Problema desafiador. O ácido malônico
é um ácido diprótico que sofre as seguintes reações de dissociações ácidas:
(a) Construa um diagrama logarítmico de concentração para uma concentração total do ácido malônico de 0,050