Determine o volume de HCl 6 M , necessários para preparar 2 litros de uma solução tampão acética, com
, partindo de 55 mL uma solução de acetato de sódio com concentração 2 M .
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem que preparar 2 litros de uma solução tampão acética com pH 5,75. A gente já tem 55 mL de uma solução de acetato de sódio (que é a base conjugada) com concentração 2 M. E queremos saber quanto de HCl 6 M precisamos adicionar. Para resolver isso, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona pH, pKa e as concentrações da base e do ácido. Então, vamos precisar calcular as proporções dessas substâncias para ajustar o pH desejado.
Passo 2
Primeiro, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Aqui,
é a concentração da base conjugada (acetato de sódio) e
é a concentração do ácido (ácido acético) que será formado quando adicionarmos o HCl.
Passo 3
Vamos reorganizar a equação para encontrar a relação entre
e
:
Subtraindo 4,75 de ambos os lados:
Convertendo de logaritmo para potência de 10:
Então:
Passo 4
Sabemos que a quantidade total de ácido e base na solução final deve somar 2 litros. Vamos chamar de
o volume de HCl que vamos adicionar. Quando adicionamos HCl à solução de acetato de sódio, ele converte parte do acetato de sódio em ácido acético:
As moles de
inicialmente são:
As moles de
adicionadas pelo HCl são:
Após a reação, teremos:
Segundo a relação que encontramos:
Resolvendo para
:
Resposta
Precisamos adicionar aproximadamente 1,67 mL de HCl 6 M para preparar a solução tampão desejada.