Calcule o pH de uma solução tampão formada por 0,1 mol / L de ácido fórmico ( HCOOH , Ka=1,8 times 10^-4 ) e 0,15 mol / L de formiato de sódio (HCOONa).

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de química sobre cálculo de pH de uma solução tampão. A gente vai precisar entender um pouco sobre ácidos e bases, especificamente como funcionam as soluções tampão que mantêm o pH estável. Aqui, temos ácido fórmico ( HCOOH) e formiato de sódio ( HCOONa) na solução. Vamos calcular o pH usando a equação de Henderson-Hasselbalch.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que a equação de Henderson-Hasselbalch é uma ferramenta que relaciona o pH de uma solução tampão com o pKa do ácido e as concentrações das espécies ácidas e básicas na solução. A fórmula é:
pH = pKa + log ( [Base][Ácido] ) Á
Aqui, [Base] é a concentração de formiato de sódio ( HCOONa) e [Ácido]Á é a concentração de ácido fórmico ( HCOOH).

Passo 3

Vamos calcular o pKa a partir do Ka fornecido. A relação entre elas é:
pKa = -log Ka
Dado que Ka = 1,8 times 10^-4, substituindo na equação:
pKa = -log (1,8 times 10^-4) approx 3,74

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na equação de Henderson-Hasselbalch. Temos:
  • [Base] = 0,15 , mol/L
  • [Ácido] = 0,1 , mol/LÁ
  • pKa approx 3,74
Substituindo na fórmula:
pH = 3,74 + log ( 0,150,1 )
Calculando o logaritmo:
log ( 0,150,1 ) = log (1,5) approx 0,176
Então:
pH = 3,74 + 0,176 = 3,916

Resposta

O pH da solução tampão é aproximadamente 3,92.

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