Qual quantidade de NaH2PO4 (MM = 120 g/mol) e de Na2HPO4. 7H2O (MM = 268 g/mol) você tem que pesar para preparar 200 ml de um tampão fosfato 20 mM, pH 7,8? [pKa (H2PO4-/HPO42-) = 6,8].
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente precisa preparar 200 ml de um tampão fosfato com concentração de 20 mM e pH 7,8. Para isso, vamos usar dois compostos: NaH₂PO₄ (com massa molar de 120 g/mol) e Na₂HPO₄·7H₂O (com massa molar de 268 g/mol). O pKa do sistema H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ é 6,8. Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar as quantidades necessárias desses dois compostos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de fosfato precisamos para os 200 ml de solução. A concentração é 20 mM, ou seja, 0,020 mol/L. Então:
Passo 3
Agora, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona pH, pKa e a razão entre as concentrações das formas base e ácida do tampão:
Substituindo os valores que temos:
Passo 4
Vamos isolar a razão
:
Para eliminar o logaritmo, levantamos 10 aos dois lados:
Isso significa que a concentração de Na₂HPO₄ é 10 vezes maior que a de NaH₂PO₄.
Passo 5
Sabendo que a soma das concentrações de base e ácido é igual à concentração total do tampão:
E a concentração da base:
Passo 6
Agora, vamos calcular a quantidade de mols para cada composto na solução de 200 ml:
Passo 7
Finalmente, convertemos os mols para gramas usando as massas molares fornecidas:
Resposta
Para preparar 200 ml de um tampão fosfato 20 mM com pH 7,8, você precisa pesar aproximadamente 0,044 gramas de NaH₂PO₄ e 0,974 gramas de Na₂HPO₄·7H₂O.