Calcule o pH de uma solução-tampão e de . O valor do pH encontrado é maior ou menor que o pH da solução de ? Não se esqueça de colocar o equilíbrio químico.

Passo 1

Então, temos que calcular o pH de uma solução-tampão composta por 0,5 mol/L de e 1,5 mol/L de . Além disso, precisamos comparar esse pH com o pH de uma solução apenas de . Para resolver isso, vamos utilizar conceitos de equilíbrio químico e de soluções tampão.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é uma solução-tampão. Uma solução-tampão é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada, ou uma base fraca e seu ácido conjugado. Ela é capaz de manter o pH relativamente constante quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. No nosso caso, temos uma base fraca ( ) e o seu sal, que age como o ácido conjugado ( ).

Passo 3

Vamos escrever o equilíbrio químico envolvido na reação entre a base e a água:
Esse equilíbrio mostra como a amônia ( ) reage com a água para formar íons amônio ( ) e íons hidroxila ( ).

Passo 4

Para calcular o pH da solução-tampão, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para bases, que relaciona o pH com a concentração da base e do ácido conjugado. A equação é:
á
Onde é a constante de basicidade da amônia. Sabemos que da é aproximadamente .

Passo 5

Vamos calcular o pOH primeiro usando a equação de Henderson-Hasselbalch:
Substituindo os valores:
Calculando cada parte:
Somando os valores:

Passo 6

Agora, vamos converter o pOH para pH usando a relação:
Substituindo:

Passo 7

Por fim, vamos comparar esse pH com o pH de uma solução apenas de . A solução-tampão tem um pH de 9,74, que é maior que o pH típico de uma solução de pura, que está na faixa de aproximadamente 11. Portanto, o pH da solução-tampão é menor que o pH da solução de pura.

Resposta

O pH da solução-tampão é 9,74, que é menor que o pH de uma solução apenas de .

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