Quantas gramas de devem ser misturados com 5,00 g de para produzir 100 mL de solução tampão com ?

Passo 1

Então, vamos por partes! A questão pede para descobrir quantas gramas de precisamos misturar com 5,00 g de para fazer 100 mL de uma solução tampão com pH 10,00. Vamos usar conceitos de química de soluções tampão e cálculos de estequiometria para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que é uma solução tampão. Ela é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e seu ácido conjugado, que resiste a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas.

Passo 3

No nosso caso, temos (bicarbonato de sódio) que atua como um ácido fraco, e (carbonato de sódio) que é a base conjugada. Isso forma um par tampão.

Passo 4

Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para soluções tampão:
Á
Precisamos encontrar o valor de Á que nos dá pH 10,00.

Passo 5

Sabemos que para o , o é aproximadamente 10,3. Vamos substituir na equação:

Passo 6

Isolando o logaritmo:

Passo 7

Elevando 10 nos dois lados para eliminar o logaritmo:
Calculando .

Passo 8

Isso significa que a concentração da base conjugada ( ) deve ser aproximadamente 0,5012 vezes a concentração do ácido ( ).

Passo 9

Agora, vamos calcular a quantidade de presente nos 5,00 g de .
Massa molar do : aproximadamente 84 g/mol.
Número de moles de :

Passo 10

Como a solução final tem 100 mL (0,100 L), a concentração de é:

Passo 11

Usando a relação , podemos encontrar a concentração de :

Passo 12

Agora, calculamos os moles de necessários:

Passo 13

Finalmente, convertendo os moles de para gramas. Massa molar do : aproximadamente 106 g/mol.

Resposta

São necessárias aproximadamente 3,16 gramas de .

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