(a) O pH aumenta, diminui ou permanece constante quando é adicionado a amônia (NH3) a solução de ácido clorídrico (HCl). Explique a sua resposta.
(b) Um ácido diprótico, H2 A, tem as seguintes constantes de ionização: K a1=1,1 times 10^-3 e K a2=2,5 times 10^-6. Qual das combinações você escolheria para preparar uma solução-tampão de pH 5,80 ; NaHA / H2 A ou NaA / NaHA ? Explique sua resposta.

Passo 1

Vamos analisar o que está sendo pedido nos exercícios. No item (a), queremos saber se o pH aumenta, diminui ou fica constante quando adicionamos amônia ( NH3) a uma solução de ácido clorídrico ( HCl). Isso envolve entender conceitos de ácidos, bases e pH. No item (b), precisamos escolher entre duas combinações para preparar uma solução-tampão com um pH específico, usando um ácido diprótico H2A e suas constantes de ionização. Para resolver, vamos precisar entender o que são soluções tampão, constantes de ionização e como elas relacionam com o pH.

Passo 2

Vamos começar pelo item (a). Quando adicionamos amônia ( NH3) a uma solução de ácido clorídrico ( HCl), estamos adicionando uma base à solução ácida. A amônia é uma base fraca, e o HCl é um ácido forte. A reação entre eles pode ser representada da seguinte forma:
NH3 + HCl NH4^+ + Cl^-
Aqui, a amônia ( NH3) reage com o ácido clorídrico ( HCl) para formar o íon amônio ( NH4^+) e o íon cloreto ( Cl^-).

Passo 3

Explicando a teoria, quando adicionamos uma base a um ácido forte, a base neutraliza o ácido, formando uma combinação salina e geralmente água. No nosso caso, a base fraca ( NH3) neutraliza o ácido forte ( HCl). Isso reduz a concentração de íons de hidrogênio ( H^+) na solução, já que o HCl libera H^+ e a NH3 consome essas H^+ para formar NH4^+.

Passo 4

Como a concentração de íons de hidrogênio ( H^+) diminui, o pH da solução aumenta. Lembrando que pH é uma medida da acidez ou basicidade da solução, onde valores menores que 7 indicam acidez, 7 é neutro e acima de 7 é básico.

Passo 5

Agora, vamos para o item (b). Queremos preparar uma solução-tampão com pH 5,80 usando o ácido diprótico H2A, que tem duas constantes de ionização:
Ka1 = 1,1 times 10^-3
Ka2 = 2,5 times 10^-6
Uma solução-tampão é eficaz quando o pH está próximo de uma das constantes de ionização do ácido ou base conjugada. Para escolher a combinação certa, precisamos ver qual das constantes se aproxima do pH desejado.

Passo 6

Calculando o pKa para cada constante de ionização:
pKa1 = -log(1,1 times 10^-3) approx 2,96
pKa2 = -log(2,5 times 10^-6) approx 5,60
Comparando com o pH desejado de 5,80, vemos que está mais próximo de pKa2.

Passo 7

Isso significa que a melhor opção para a solução-tampão é usar a segunda etapa de ionização, que envolve NaHA (a base conjugada de H2A) e H2A.

Resposta

(a) O pH aumenta quando é adicionada amônia ( NH3) à solução de ácido clorídrico ( HCl), pois a base neutraliza o ácido, diminuindo a concentração de íons de hidrogênio.
(b) Para preparar uma solução-tampão de pH 5,80, a melhor escolha é a combinação NaHA / H2A, já que o pH desejado está próximo da segunda constante de ionização ( pKa2 = 5,60).

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