Que massa de formiato de sódio precisa ser adicionado a
de ácido fórmico 1,00 mol.
para produzir uma solução tampão que tenha um pH de 4,00?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir qual a massa de formiato de sódio (
) que a gente deve adicionar a 500,0 mL de ácido fórmico (
) com concentração de 1,00 mol/L para criar uma solução tampão com pH 4,00.
Aqui, estamos lidando com soluções tampão, que são aquelas que resistem a mudanças no pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base. Para resolver isso, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH da solução com as concentrações do ácido e da base conjugada.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Aqui,
-
é o pH da solução, -
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida do ácido fórmico, -
é a concentração da base conjugada (formiato de sódio), -
é a concentração do ácido não dissociado (ácido fórmico).
Passo 3
Vamos determinar o
do ácido fórmico. Sabemos que o
do
é aproximadamente 3,75.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na equação de Henderson-Hasselbalch:
Aqui, usamos que
, pois essa é a concentração do ácido fornecida no enunciado.
Passo 5
Vamos isolar a razão
:
Para eliminar o logaritmo, aplicamos a função antilogaritmo (base 10) nos dois lados:
Passo 6
Agora que temos a concentração de
necessária, vamos calcular a quantidade de moles de formiato de sódio que precisamos adicionar. Primeiro, calculamos os moles de ácido fórmico na solução:
Segundo, usamos a razão de
para encontrar os moles de
:
Passo 7
Agora, vamos converter os moles de formiato de sódio para massa. A massa molar do
é aproximadamente:
Então, a massa necessária é:
Resposta
Precisamos adicionar aproximadamente 60,5 g de formiato de sódio à solução para alcançar o pH desejado de 4,00.