Qual o pH esperado de uma solução tampão, preparada a partir da dissolução de 0,100 g de acetato de sódio com 0,100 g de ácido acético em um volume final de 100,0 mL ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre solução tampão! O enunciado pede para calcular o pH de uma solução tampão feita com acetato de sódio e ácido acético. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente a equação de Henderson-Hasselbalch, que nos ajuda a determinar o pH de soluções tampão. Vamos precisar das massas dos reagentes, suas massas molares para encontrar as concentrações e, por fim, aplicar a equação para achar o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de acetato de sódio (CH₃COONa) e ácido acético (CH₃COOH) que temos na solução.
A massa molar do acetato de sódio (CH₃COONa) é aproximadamente 82,03 g/mol.
Mols de CH3COONa = 0,100 g82,03 g/mol approx 0,00122 mol
A massa molar do ácido acético (CH₃COOH) é aproximadamente 60,05 g/mol.
Mols de CH3COOH = 0,100 g60,05 g/mol approx 0,00167 mol

Passo 3

Agora, vamos calcular as concentrações dessas substâncias na solução. O volume total da solução é de 100,0 mL, que é igual a 0,100 L.
Concentração de CH3COONa = 0,00122 mol0,100 L = 0,0122 M çã
Concentração de CH3COOH = 0,00167 mol0,100 L = 0,0167 M çã

Passo 4

Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o pH da solução tampão. A equação é:
pH = pKa + log ( [A^-][HA] )
Onde:
  • é o pKa do ácido acético, que é aproximadamente 4,76.
  • é a concentração da base conjugada (acetato, CH₃COO⁻).
  • é a concentração do ácido (ácido acético, CH₃COOH).

Passo 5

Substituindo os valores que encontramos na equação:
pH = 4,76 + log ( 0,01220,0167 )
Primeiro, calculamos a razão:
0,01220,0167 approx 0,73
Agora, calculamos o logaritmo:
log(0,73) approx -0,137
Então:
pH = 4,76 - 0,137 approx 4,62

Resposta

O pH esperado da solução tampão é aproximadamente 4,62.

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