Solução tampão, ou simplesmente tampão, é um tipo de solução extremamente importante para inúmeros sistemas, como é o caso do nosso sangue. O sangue humano é um tipo de solução tampão complexo, que consegue manter uma faixa de pH sem sofrer grandes alterações mesmo com adição de pequenas quantidades de base ou ácido forte. O ácido benzoico e o seu sal, benzoato de sódio constituem um tampão. Dessa forma, assinale a alternativa que indica corretamente o valor pH de um tampão composto por ácido benzoico 0,12 M e benzoato de sódio 0,20 M. Dados: Ka do ácido benzoico 6,3 x 10-5. Alternativas
Alternativa 1: 3,98
Alternativa 2: 4,42
Alternativa 3: 0,22
Alternativa 4: 5,0 x 10-4
Alternativa 5: -0,22
Alternativa 1: 3,98
Alternativa 2: 4,42
Alternativa 3: 0,22
Alternativa 4: 5,0 x 10-4
Alternativa 5: -0,22
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre solução tampão! A gente tem um tampão feito de ácido benzoico e benzoato de sódio, com concentrações de 0,12 M e 0,20 M, respectivamente. A ideia aqui é calcular o pH dessa solução usando a teoria dos tampões, especificamente a equação de Henderson-Hasselbalch. Vamos precisar também do valor do Ka do ácido benzoico, que é 6,3 × 10⁻⁵.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o Ka. O Ka é a constante de dissociação ácida, que indica a força de um ácido fraco. Para usar a equação de Henderson-Hasselbalch, precisamos do pKa, que é simplesmente o logaritmo negativo de Ka. Então, vamos calcular o pKa do ácido benzoico:
Passo 3
Vamos calcular o pKa:
Passo 4
Agora que temos o pKa, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o pH da solução tampão. A fórmula é:
Aqui, a base é o benzoato de sódio e o ácido é o ácido benzoico.
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Primeiro, vamos calcular a razão dentro do logaritmo:
Passo 6
Agora, calculamos o logaritmo dessa razão:
Passo 7
Finalmente, somamos o pKa com o valor encontrado:
Resposta
O pH do tampão é 4,42.