Temos uma solução tampão formada por Ácido acético e Acetato de sódio . Dado: pKa . Calcule o pH da solução quando a 1 litro dela se adiciona 1 mL de HCl 5 M .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma solução tampão feita com ácido acético e acetato de sódio, ambos com concentração de 0,10 M. O pKa do ácido acético é 4,76. A pergunta é: qual o pH dessa solução quando adicionamos 1 mL de HCl 5 M a 1 litro da solução? Vamos usar conceitos de soluções tampão e reações ácido-base para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é uma solução tampão. É uma mistura de um ácido fraco (ácido acético) e sua base conjugada (acetato de sódio) que resiste a mudanças de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base. Isso acontece porque o ácido fraco pode neutralizar a base adicionada e a base conjugada pode neutralizar o ácido adicionado.

Passo 3

Vamos calcular quantos mols de ácido acético e acetato de sódio temos na solução inicial. Como a concentração é 0,10 M e o volume é 1 litro:
  • Mols de ácido acético:
  • Mols de acetato de sódio:

Passo 4

Agora, vamos ver quanto de HCl estamos adicionando. Temos 1 mL de HCl 5 M:
  • Volume em litros:
  • Mols de HCl:

Passo 5

O HCl é um ácido forte e vai reagir com a base conjugada da solução tampão, que é o acetato de sódio (ion acetato, ). A reação é:
Isso significa que os mols de vão diminuir e os mols de vão aumentar.

Passo 6

Vamos ajustar os mols após a adição do HCl:
  • Novos mols de ácido acético:
  • Novos mols de acetato de sódio:

Passo 7

Agora, precisamos calcular as novas concentrações desses componentes na solução final. Como adicionamos 1 mL a 1 L, o volume total é aproximadamente 1,001 L, mas podemos arredondar para 1,000 L para simplificar.
  • Concentração de ácido acético:
  • Concentração de acetato de sódio:

Passo 8

Para encontrar o pH da solução tampão após a adição do HCl, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:
á
Substituindo os valores:

Passo 9

Vamos calcular o logaritmo:
Então:

Resposta

O pH da solução após a adição de 1 mL de HCl 5 M é aproximadamente 4,72.

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