Calcule o pH formado por um tampão formulado com 100 mL de ácido fórmico 0,37 mol L^-1 e 50 ml de formiato de sódio 0,52 mol L^-1 Ka=1,80 times 10^-4.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o pH de um tampão formado por ácido fórmico e formiato de sódio. A gente vai precisar entender um pouco sobre soluções tampão, que são aquelas que resistem a mudanças de pH quando adicionamos um ácido ou base. Para resolver, vamos usar as concentrações e volumes das substâncias, além da constante de dissociação ácida ( ) do ácido fórmico.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) do ácido fórmico e do formiato de sódio. A fórmula para isso é:
mols = concentração times volume (em litros) çã
Para o ácido fórmico:
molsácido = 0,37 , mol/L times 0,100 , L = 0,037 , mol á
Para o formiato de sódio:
molsbase = 0,52 , mol/L times 0,050 , L = 0,026 , mol

Passo 3

Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que nos ajuda a encontrar o pH de uma solução tampão. A fórmula é:
pH = pKa + log ( [Base][Ácido] ) Á
Aqui, é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida ( ).

Passo 4

Vamos calcular o pKa = -log (1,80 times 10^-4) approx 3,74 :

Passo 5

Precisamos das concentrações das bases e ácidos na solução final. Primeiro, vamos considerar o volume total da solução:
Volume total = 100 , mL + 50 , mL = 150 , mL = 0,150 , L
Agora, as concentrações:
[Ácido] = 0,037 , mol0,150 , L approx 0,247 , mol/L Á
[Base] = 0,026 , mol0,150 , L approx 0,173 , mol/L
Agora, aplicamos esses valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 3,74 + log ( 0,1730,247 )
Calculando o logaritmo:
log ( 0,1730,247 ) = log (0,700) approx -0,155
Então,
pH = 3,74 - 0,155 = 3,585

Resposta

O pH da solução tampão é aproximadamente 3,59.

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