Um analista tem a disposição em seu laboratório os seguintes reagentes: ácido acético
; ácido fórmico
; ácido hipocloroso
; amônia
; dietilamina
; acetato de sódio
; formiato de potássio
; hipoclorito de sódio
; cloreto de amônio
; cloreto de dietilamonio
. Considerando estes reagentes responda os itens abaixo.
a) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 3,0 e quais as concentrações necessárias de cada
b) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 7,0 e quais as concentrações necessárias de cada reagente
c) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 10,5 e quais as concentrações necessárias de cada reagente
a) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 3,0 e quais as concentrações necessárias de cada
b) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 7,0 e quais as concentrações necessárias de cada reagente
c) Indique quais reagentes seriam adequados para a formação de uma solução tampão em pH 10,5 e quais as concentrações necessárias de cada reagente
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui, a gente precisa formular soluções tampão em três diferentes valores de pH: 3,0; 7,0 e 10,5. Para isso, vamos usar os reagentes disponíveis no laboratório, escolhendo combinações de ácidos fracos com suas bases conjugadas ou bases fracas com seus ácidos conjugados. A gente vai precisar entender um pouco sobre o conceito de soluções tampão e como escolher os reagentes certos com base no valor de pH que queremos alcançar.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma solução tampão. Uma solução tampão é aquela que resiste a mudanças no pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. Isso acontece porque temos um ácido fraco e sua base conjugada, ou uma base fraca e seu ácido conjugado, presentes na solução.
Para escolher os reagentes certos, a gente precisa que o pKa do ácido da nossa solução tampão esteja próximo do pH que queremos alcançar. A diferença ideal é que pKa seja igual ou próximo ao pH desejado.
Passo 3
Parte a) pH 3,0
Vamos procurar um ácido cuja pKa seja próximo de 3,0. Olhando os reagentes disponíveis:
- Ácido fórmico (HCOOH): pKa ��� 3,74
- Ácido acético (CH₃COOH): pKa ≈ 4,76
- Ácido hipocloroso (HOCl): pKa ≈ 7,51
O ácido fórmico é o mais próximo de pH 3,0. Então, vamos usar o ácido fórmico e seu sal correspondente, o formiato de potássio (HCOOK).
Passo 4
Agora, para preparar a solução tampão, precisamos escolher as concentrações adequadas. Vamos supor que queremos uma solução tampão com concentração total de 0,1 M.
Usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Substituindo os valores:
Resolvendo:
Então, se a concentração total é 0,1 M:
Resposta
a) Para formar uma solução tampão em pH 3,0, podemos usar ácido fórmico (HCOOH) e formiato de potássio (HCOOK). As concentrações necessárias são aproximadamente 0,0845 M de HCOOH e 0,0155 M de HCOOK.