Um tampão foi preparado pela dissolução de 0,1 mol do ácido fraco HA(Ka=1,0 x 10^-5 ) mais 0,05 mol da sua base conjugada Na^+ A^-em 1 L . Determine o pH .

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de química juntos! A gente tem um exercício sobre soluções tampão, que são aquelas que resistem a mudanças de pH quando adicionamos um pouco de ácido ou base. Aqui, a gente tem um ácido fraco (HA) e sua base conjugada (A⁻) dissolvidos na água. Para achar o pH dessa solução, vamos precisar usar a Equação de Henderson-Hasselbalch, que nos ajuda a calcular o pH de uma solução tampão.

Passo 2

Primeiro, vamos anotar o que sabemos:
  • Quantidade de ácido fraco, HA: 0,1 mol
  • Quantidade da base conjugada, A⁻: 0,05 mol
  • Constante de dissociação ácida, $ K_a $: Ka
  • Volume da solução: 1 L

Passo 3

A Equação de Henderson-Hasselbalch é a nossa amiga aqui. Ela relaciona o pH de uma solução tampão com o $ pK_a $ do ácido e a razão entre as concentrações das bases conjugadas e ácidos. A fórmula é:
pKa

Passo 4

Vamos calcular o $ pK_a $ a partir do $ K_a $:
pKa

Passo 5

Agora, precisamos das concentrações de A⁻ e HA. Como temos 1 litro de solução:
[A^-] = 0,05 mol1 L = 0,05 M
[HA] = 0,1 mol1 L = 0,1 M

Passo 6

Substituindo esses valores na nossa equação:
pH = 5 + log(0,050,1)

Passo 7

Vamos calcular a razão dentro do logaritmo:
0,050,1 = 0,5
Então:
pH = 5 + log(0,5)

Passo 8

Sabemos que $ \log(0,5) $ é aproximadamente -0,3010. Então:
log(0,5)

Resposta

O pH da solução tampão é aproximadamente 4,70.

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