Numa solução tampão preparada pela mistura de
, calcular a razão das concentrações (
) de
para um pH igual a 10,0 . Se esta solução contém
de
e um voume exato de 500 mL . Calcular também quantas gramas de
devem ter sido adicionadas a esta mistura.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre soluções tampão feitas com amônia (
) e cloreto de amônio (
). O objetivo é calcular a razão das concentrações de
para
que resulta em um pH de 10,0. Além disso, vamos descobrir quantos gramas de
foram adicionados a uma solução de 500 mL que contém 10,0 g de
. Para isso, vamos usar a fórmula do tampão de Henderson-Hasselbalch e conceitos de molaridade.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a concentração de
na solução. Sabemos que temos 10,0 g de
em 500 mL de solução.
A fórmula para a concentração molar (
) é:
Para isso, precisamos calcular os moles de
. A massa molar da
é aproximadamente 17,03 g/mol.
Agora, o volume da solução é 0,500 L (500 mL).
Passo 3
Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para relacionar o pH com as concentrações de
e
.
A equação é:
No caso da amônia,
é a base e
é o ácido conjugado. Precisamos saber o valor de
da
. Sabemos que:
E como
,
Agora, substituindo na equação de Henderson-Hasselbalch:
Passo 4
Vamos isolar a razão das concentrações:
Para eliminar o logaritmo, usamos a função inversa (10 elevado aos dois lados):
Calculando o valor:
Então,
Passo 5
Agora, sabemos que a concentração de
é 1,174 mol/L e que a razão
. Vamos encontrar a concentração de
.
Passo 6
Agora, vamos calcular os moles de
na solução de 0,500 L.
A massa molar da
é aproximadamente 53,49 g/mol.
Passo 7
Finalmente, calculamos a massa de
necessária:
Resposta
A razão das concentrações de
para
é aproximadamente
. Para preparar a solução tampão, foram adicionados cerca de
de
.