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

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:
Á
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.

Exercícios relacionados

Determinar a concentração de todas as espécies e do pH das seguintes soluções:
a) [Resposta; ;
b) [Resposta; ;
c) [Resposta; ];
d) [Resposta;
(Dados: ácido carbônico, Ka1 ;
áó
Determine as concentrações de todas as espécies presentes em uma solução de fluoreto de potássio (KF) 0,3 mol L e determine o pH da solução. (ácido fluorídrico ) [Resposta; ]
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Um analista está planejando a padronização de uma solução de para utilizá-la em titulações de neutralização. Para isso, ele escolheu padronizar a solução de NaOH utilizando hidrogenoftalato de potássio ( , massa molecular 204,22 ). Responda as questões abaixo sobre a padronização desejada.
a) Por que é preciso padronizar a solução de NaOH e por que usar o hidrogenoftalato de potássio
b) Sabendo que o hidrogenoftalato de potássio é um sólido, qual a massa de hidrogenoftalato de potássio, em gramas, o analista deveria pesar para padronizar o NaOH prevendo gastar 15 mL de solução de NaOH aproximadamente . [Resposta; ]
(Reação de neutralização na padronização)