Calcule a variação de pH após a adição de 0,010 mol de HCl(aq) a 1,0L da solução tampão descrita no item 1 (a). Considere desprezível a variação de volume após a adição do ácido. (8 pontos)

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você precisa calcular como o pH muda quando adiciona 0,010 mol de HCl a 1,0 L de uma solução tampão. A gente vai trabalhar com o conceito de solução tampão, que é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada (ou vice-versa) que resiste a mudanças no pH quando adicionamos um ácido ou base. Para resolver isso, vamos precisar usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH, o pKa do ácido e a razão entre a base conjugada e o ácido.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber quais são os componentes do tampão. Geralmente, uma solução tampão é composta por um ácido fraco e sua base conjugada. Por exemplo, vamos supor que temos uma solução de ácido acético (CH₃COOH) e acetato de sódio (CH₃COONa). Se você tiver outros componentes no seu item 1(a), substitua esses valores pelos reais.

Passo 3

Vamos identificar as quantidades iniciais de ácido e base conjugada na solução tampão. Digamos que inicialmente temos:
  • Ácido acético (CH₃COOH): 0,10 mol
  • Acetato de sódio (CH₃COONa): 0,10 mol

Passo 4

Quando adicionamos 0,010 mol de HCl à solução tampão, o HCl, que é um ácido forte, vai reagir com a base conjugada (acetato de sódio). A reação é:
HCl + CH3COO^- CH3COOH + Cl^-
Então, vamos diminuir a quantidade de acetato e aumentar a de ácido acético:
  • Ácido acético (CH₃COOH): 0,10 + 0,010 = 0,110 mol
  • Acetato de sódio (CH₃COONa): 0,10 - 0,010 = 0,090 mol

Passo 5

Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o novo pH. A equação é:
pH = pKa + log(base conjugadaácido) á
Sabemos que o pKa do ácido acético é aproximadamente 4,76.
Substituindo os valores:
pH = 4,76 + log(0,0900,110)

Passo 6

Vamos calcular a razão dentro do logaritmo:
0,0900,110 = 0,818
Agora, calcule o logaritmo:
log(0,818) approx -0,087
Então:
pH = 4,76 - 0,087 = 4,673

Resposta

Após a adição de 0,010 mol de HCl, o pH da solução tampão diminui para aproximadamente 4,67.

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