Como você prepararia 500 mL de solução tampão, com pH 4,5, a partir de uma solução de ácido acético e acetato de sódio
. Considerar que ocorre uma variação desprezível de volume se adicionarmos acetato de sódio sólido. (MM acetato de sódio
).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre como preparar uma solução tampão com pH 4,5 usando ácido acético e acetato de sódio. Aqui, a gente vai precisar entender um pouquinho sobre soluções tampão, pH, e como usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular as quantidades necessárias dos componentes. Você vai ver que vou explicar cada parte, passo a passo, para facilitar o entendimento.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma solução tampão. Uma solução tampão é aquela que resiste a alterações de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base. Ela é geralmente feita com um ácido fraco e sua base conjugada, ou vice-versa. No nosso caso, estamos usando ácido acético (ácido fraco) e acetato de sódio (base conjugada).
Passo 3
Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que é super útil para encontrar o pH de uma solução tampão. A equação é:
Onde:
-
é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida do ácido acético. -
é a concentração da base conjugada, que no nosso caso é o acetato de sódio. -
é a concentração do ácido acético.
Passo 4
Vamos precisar do valor do
do ácido acético. Sabemos que o
do ácido acético é aproximadamente
. Então,
Passo 5
Agora, vamos reorganizar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a razão entre a base conjugada e o ácido:
Queremos que o pH seja 4,5, então substituímos:
Subtraindo 4,74 de ambos os lados:
Passo 6
Para eliminar o logaritmo, usamos a base 10 dos dois lados:
Calculando
:
Então,
Passo 7
Vamos chamar a concentração de ácido acético de
e a de acetato de sódio de
. Temos:
Isso significa que:
Passo 8
Sabemos que a concentração total da solução tampão será 1,0 M (já que estamos usando soluções 1,0 M de ambos os componentes) e o volume total será 500 mL. Vamos considerar que a soma das concentrações de ácido e base conjugada deve se ajustar para manter o pH.
Passo 9
Vamos assumir que a quantidade de ácido acético é
e a de acetato de sódio é
. Então:
E a soma das mols deve corresponder ao volume total:
Substituindo
:
Passo 10
Agora, calculamos
:
Passo 11
Como estamos começando com uma solução 1,0 M de ácido acético, para obter 0,317 mol, precisamos de:
Passo 12
Para o acetato de sódio, temos uma solução 1,0 M, mas o enunciado permite adicionar acetato de sódio sólido sem alterar o volume. Então, para obter 0,182 mol:
Resposta
Para preparar 500 mL de solução tampão com pH 4,5, você deve misturar 317 mL da solução 1,0 M de ácido acético com aproximadamente 15,0 g de acetato de sódio sólido.
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Qual massa de
(MM
) deve ser adicionada a
de
(MM
) para obter uma solução tampão de
, em um volume de 500 mL de
?
10,3.
Coloque as seguintes espécies em ordem crescente de tamanho:
e F . Justifique sua resposta.
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