Qual das seguintes bases é mais adequada para se preparar um tampão de pH 9,00? (i) NH3 (amônia, Kb=1,75 times 10^-5 ); (ii) C6 H5 NH2 (anilina, Kb=3,99 times 10^-10 ); (iii) H2 NNH2 (hidrazina, Kb=3,0 times 10^-6 ); (iv) C5 H5 N (piridina, Kb=1,69 times 10^-9 ). (R. N H3 )

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício está perguntando qual das bases listadas é a melhor para preparar um tampão com pH 9,00. A matéria aqui envolve química de ácidos e bases, especificamente sobre como funcionam os tampões. Para resolver isso, a gente vai precisar entender as constantes de basicidade ( Kb) das bases e como elas se relacionam com o pH desejado.

Passo 2

Primeiro, é importante lembrar que um tampão funciona melhor quando o pH está próximo do pKa da base conjugada. Como estamos lidando com bases, a gente precisa converter a constante de basicidade ( Kb) para a constante ácida ( Ka) da base conjugada usando a relação:
pKa = 14 - pKb
Aqui, pKb é o logaritmo negativo da constante de basicidade:
pKb = -log Kb

Passo 3

Vamos calcular o pKa para cada base:
  1. Amônia ( NH3):
    pKb = -log (1,75 times 10^-5) approx 4,76
    pKa = 14 - 4,76 = 9,24
  2. Anilina ( C6H5NH2):
    pKb = -log (3,99 times 10^-10) approx 9,40
    pKa = 14 - 9,40 = 4,60
  3. Hidrazina ( H2NNH2):
    pKb = -log (3,0 times 10^-6) approx 5,52
    pKa = 14 - 5,52 = 8,48
  4. Piridina ( C5H5N):
    pKb = -log (1,69 times 10^-9) approx 8,77
    pKa = 14 - 8,77 = 5,23

Passo 4

Agora, com os valores de pKa calculados, vamos comparar com o pH desejado de 9,00. O ideal é que o pKa da base conjugada esteja o mais próximo possível do pH do tampão para garantir uma boa capacidade tampão.
  • Amônia: pKa = 9,24
  • Anilina: pKa = 4,60
  • Hidrazina: pKa = 8,48
  • Piridina: pKa = 5,23

Passo 5

Analisando os valores, a amônia tem o pKa mais próximo de 9,00 (9,24), muito próximo mesmo. Isso significa que a amônia vai reagir de forma mais eficaz para manter o pH estável em torno de 9,00, tornando-a a melhor opção para o tampão desejado.

Resposta

A base mais adequada para preparar um tampão de pH 9,00 é a amônia ( NH3).

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