(a) O pH aumenta, diminui ou permanece constante quando é adicionado a amônia
a solução de ácido clorídrico
. Explique a sua resposta.
(b) Um ácido diprótico,
, tem as seguintes constantes de ionização:
. Qual das combinações você escolheria para preparar uma solução-tampão de
ou
? Explique sua resposta.
(b) Um ácido diprótico,
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 (
) a uma solução de ácido clorídrico (
). 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
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 (
) a uma solução de ácido clorídrico (
), estamos adicionando uma base à solução ácida. A amônia é uma base fraca, e o
é um ácido forte. A reação entre eles pode ser representada da seguinte forma:
Aqui, a amônia (
) reage com o ácido clorídrico (
) para formar o íon amônio (
) e o íon cloreto (
).
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 (
) neutraliza o ácido forte (
). Isso reduz a concentração de íons de hidrogênio (
) na solução, já que o
libera
e a
consome essas
para formar
.
Passo 4
Como a concentração de íons de hidrogênio (
) 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
, que tem duas constantes de ionização:
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:
Comparando com o pH desejado de 5,80, vemos que está mais próximo de
.
Passo 7
Isso significa que a melhor opção para a solução-tampão é usar a segunda etapa de ionização, que envolve
(a base conjugada de
) e
.
Resposta
(a) O pH aumenta quando é adicionada amônia (
) à solução de ácido clorídrico (
), 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
, já que o pH desejado está próximo da segunda constante de ionização (
).