*15-18. Qual é o pH de um tampão formado pela mistura de
de
com
(a)
de
?
(a)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre tampões! O enunciado pede para a gente encontrar o pH de um tampão formado pela mistura de 50,0 mL de
com 50,0 mL de
. Para isso, vamos precisar entender como funciona um tampão, calcular as quantidades de cada reagente e aplicar a equação do tampão.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de cada solução que temos. A quantidade de matéria é dada pela fórmula:
onde
é a concentração e
é o volume em litros.
Para o
:
Para o
:
Passo 3
Agora, vamos considerar a reação que ocorre entre o
e o
. O
é um ácido forte e vai reagir com o , que é um ácido fraco (dihidrogenofosfato de sódio). A reação é:
Isso significa que o
vai protonar o
, formando
.
Passo 4
Vamos ver quanto de cada substância sobra após a reação. Inicialmente, temos:
-
: 0,010 mol -
: 0,006 mol
Como a reação acontece em proporção 1:1, todo o
vai reagir com o . Assim:
-
consumido: 0,006 mol - Sobram de
: 0,010 mol - 0,006 mol = 0,004 mol - Forma-se
: 0,006 mol
Passo 5
Agora, temos um tampão formado por
e . Para calcular o pH desse tampão, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Primeiro, precisamos identificar qual par ácido-base estamos usando. Aqui, consideramos:
- Base: (dihidrogenofosfato)
- Ácido:
(ácido fosfórico)
O
para a segunda dissociação do ácido fosfórico (
) é aproximadamente 7,21.
Passo 6
Vamos calcular as concentrações após a mistura. O volume total da solução é 50,0 mL + 50,0 mL = 100,0 mL = 0,100 L.
Concentração de
:
Concentração de
:
Passo 7
Agora, aplicamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Calculando o logaritmo:
Então:
Resposta
O pH do tampão formado é aproximadamente 7,03.
Exercícios relacionados
*15-18. Qual é o pH de um tampão formado pela mistura de
de
com
(b) de
?
(b)
Calcular o pH de uma solução que é preparada para conter as seguintes concentrações analíticas:
e 0,0400
.
*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.
(b) ácido cítrico.
*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.
© ácido malônico.