Calcule o pH de uma solução tampão preparada pela adição de 10 mL de solução de HAc 0,10 M a 20 mL de solução de NaAc 0,10 M. (R: pH=9,75 ;[H3 O^+]=1,78 times 10^-10 M )

Passo 1

Vamos resolver esse exercício que pede para calcular o pH de uma solução tampão feita com ácido acético (HAc) e acetato de sódio (NaAc). Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e a equação de Henderson-Hasselbalch, que é super útil para soluções tampão.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar a quantidade de moles de HAc e NaAc que temos. Sabemos que a concentração (M) é igual aos moles divididos pelo volume (L). Então:
Mo<=s de HAc = 0,10 , M times 0,010 , L = 0,001 , mol
Mo<=s de NaAc = 0,10 , M times 0,020 , L = 0,002 , mol

Passo 3

Agora, precisamos calcular a nova concentração de cada componente na mistura total. O volume total da solução é 10 mL + 20 mL = 30 mL = 0,030 L.
[HAc] = 0,001 , mol0,030 , L approx 0,033 , M
[NaAc] = 0,002 , mol0,030 , L approx 0,067 , M

Passo 4

A equação de Henderson-Hasselbalch nos ajuda a encontrar o pH de uma solução tampão:
pH = pKa + log([A^-][HA])
Onde:
  • $ pK_a $ é o logaritmo negativo da constante de dissociação do ácido.
  • $ [A^-] $ é a concentração da base conjugada (acetato).
  • $ [HA] $ é a concentração do ácido não dissociado.

Passo 5

Sabemos que o $ K_a $ do ácido acético é aproximadamente $ 1,8 \times 10^{-5} $. Então:
Ka

Passo 6

Agora, aplicamos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 4,74 + log(0,0670,033)
pH = 4,74 + log(2,03)
pH = 4,74 + 0,31
pH approx 5,05

Resposta

A pH da solução tampão é aproximadamente 5,05.

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