Que massa de acetato de sódio,
, deve ser adicionada a 1,00L de ácido acético
para se obter uma solução com
?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo: queremos descobrir qual a massa de acetato de sódio (
) que precisamos adicionar a 1,00 litro de ácido acético 0,10 mol/L para obter uma solução com pH igual a 4,5. Para resolver isso, vamos utilizar os conceitos de soluções tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch.
Passo 2
Primeiro, lembrando que uma solução tampão é composta por um ácido fraco e a sua base conjugada. No nosso caso, o ácido fraco é o ácido acético (
) e a base conjugada é o acetato de sódio (
). A equação de Henderson-Hasselbalch nos ajuda a relacionar o pH da solução com a concentração dessas espécies:
Aqui,
é o pKa do ácido acético,
é a concentração da base conjugada (acetato) e
é a concentração do ácido acético.
Passo 3
Sabemos que o pKa do ácido acético é aproximadamente 4,76. Vamos substituir os valores que temos na equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a relação entre as concentrações:
Aqui,
é a concentração inicial do ácido acético.
Passo 4
Agora, vamos isolar o logaritmo para encontrar a razão entre as concentrações:
Para eliminar o logaritmo, usamos a operação inversa, que é a exponenciação na base 10:
Passo 5
Agora que temos a concentração de acetato necessária (
), vamos calcular a quantidade de moles que precisamos adicionar a 1,00 litro de solução:
Passo 6
Para encontrar a massa de acetato de sódio correspondente a esses moles, usamos a massa molar do
, que é aproximadamente 82,03 g/mol:
Resposta
Devem ser adicionados aproximadamente 4,51 gramas de acetato de sódio à solução.