Que massa de glicolato de sódio deve ser adicionada a
de ácido glicólico
para produzir uma solução tampão que tenha um pH de 4,00? Dado:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre soluções tampão! A questão pede para descobrir qual a massa de glicolato de sódio que precisamos adicionar a 300,0 mL de ácido glicólico 1,00 mol/L para obter uma solução tampão com pH 4,00. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e a equação de Henderson-Hasselbalch.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma solução tampão. É uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada que resiste a mudanças no pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base. No nosso caso, o ácido glicólico é o ácido fraco, e o glicolato de sódio é a base conjugada.
Passo 3
A equação de Henderson-Hasselbalch nos ajuda a relacionar o pH da solução com as concentrações do ácido e da base conjugada:
Aqui,
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida (
).
Passo 4
Primeiro, vamos calcular a
usando o valor de
fornecido:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a razão entre as concentrações da base e do ácido:
Passo 6
Para remover o logaritmo, elevamos 10 na potência de ambos os lados:
Isso significa que
deve ser aproximadamente 1,48.
Passo 7
Sabemos que a concentração inicial de ácido glicólico é 1,00 mol/L e o volume é 0,300 L. Vamos calcular a quantidade de mols de ácido:
Passo 8
Usando a razão obtida, temos:
Isso significa que precisamos de 0,444 mol de glicolato de sódio.
Passo 9
Agora, vamos converter os mols de glicolato de sódio para massa. Primeiro, encontramos a massa molar do glicolato de sódio (
):
Passo 10
Finalmente, calculamos a massa necessária:
Resposta
Precisamos adicionar aproximadamente 47,05 g de glicolato de sódio à solução para obter o pH desejado de 4,00.