Calcule o pH de uma solução-tampão contendo
de acetato de sódio (
) e
de ácido acético
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o pH de uma solução-tampão que contém 0,20 mol/L de acetato de sódio (H₃CCOONa) e 0,15 mol/L de ácido acético (H₃CCOOH). A constante de dissociação ácida (
) do ácido acético é
. Para resolver isso, vamos usar o conceito de solução tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch, que nos ajuda a encontrar o pH de soluções que resistem a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é uma solução-tampão. Ela é composta por um ácido fraco e sua base conjugada, ou uma base forte e seu ácido conjugado. Nesse caso, temos o ácido acético (H₃CCOOH) como o ácido fraco e o acetato de sódio (H₃CCOONa) como a base conjugada. A presença desses dois componentes ajuda a manter o pH da solução estável.
Passo 3
Agora, vamos relembrar a equação de Henderson-Hasselbalch, que é perfeita para calcular o pH de soluções-tampão:
Onde:
-
-
é a concentração da base conjugada (acetato de sódio) -
é a concentração do ácido fraco (ácido acético)
Passo 4
Vamos calcular o
primeiro. Sabemos que
:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
Primeiro, calculamos a razão:
Agora, calculamos o logaritmo dessa razão:
Passo 6
Finalmente, somamos os valores:
Resposta
O pH da solução-tampão é aproximadamente 4,87.