Que massa (em gramas) de acetato de sódio deve ser adicionada a 1,05 mol de ácido acético para se preparar 5,00 L de solução tampão de pH igual a 6,05 a 25^circ C ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir quantos gramas de acetato de sódio devemos adicionar a 1,05 mol de ácido acético para preparar 5,00 litros de uma solução tampão com pH 6,05 a 25°C. Para isso, vamos usar conceitos de soluções tampão e a famosa equação de Henderson-Hasselbalch, que ajuda a relacionar o pH da solução com as quantidades de ácido e base conjugada presentes.

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 de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base fortes. No nosso caso, o ácido acético (ácido fraco) e o acetato de sódio (base conjugada) formam essa mistura.

Passo 3

A equação de Henderson-Hasselbalch é a chave para resolvermos esse problema. Ela é dada por:
pH = pKa + log([Base Conjugada][Ácido] ) Á
Aqui, precisamos encontrar a relação entre a quantidade de base conjugada (acetato de sódio) e o ácido (ácido acético) para alcançar o pH desejado.

Passo 4

Vamos encontrar o Ka do ácido acético. Sabemos que:
pKa = 4,76 (valor conhecido para o ácido acético) áé
Então,
Ka = 10^-pKa = 10^-4,76 approx 1,74 times 10^-5

Passo 5

Agora, vamos reorganizar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a relação entre as quantidades de base e ácido:
pH = pKa + log([Base][Ácido] ) Á
Substituindo os valores conhecidos:
6,05 = 4,76 + log([Base]1,05 )

Passo 6

Isolando o logaritmo:
6,05 - 4,76 = log([Base]1,05 ) 1,29 = log([Base]1,05 )
Para eliminar o logaritmo, usamos a função inversa (10 elevado ao poder de ambos os lados):
10^1,29 = [Base]1,05 [Base]1,05 approx 19,50 [Base] approx 19,50 times 1,05 approx 20,48 , mol

Passo 7

Agora que sabemos que precisamos de aproximadamente 20,48 mol de acetato de sódio, vamos calcular a massa correspondente. Primeiro, encontramos a massa molar do acetato de sódio ( C2H3O2Na):
  • C: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
  • H: 1,01 g/mol × 3 = 3,03 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 2 = 32,00 g/mol
  • Na: 22,99 g/mol × 1 = 22,99 g/mol
Somando tudo:
24,02 + 3,03 + 32,00 + 22,99 = 82,04 , g/mol

Passo 8

Finalmente, calculamos a massa necessária:
Massa = Número de mols times Massa molar Massa = 20,48 , mol times 82,04 , g/mol approx 1.679,4 , g ú

Resposta

A massa de acetato de sódio que deve ser adicionada é de aproximadamente 1.679,4 gramas.

Exercícios relacionados