Teoria

Opaa, e ai?! Bora conversar um pouquinho sobre solução-tampão?

Solução-tampão, o que é?!

É uma solução, que pode ser ácida ou básica e sua principal característica é resistir a grandes variações de pH quando adicionado ácido ou base fortes à solução.

-Oi??

Meme de homem com cara de dúvida.
Meme de homem com cara de dúvida.

Perai, vamos juntinho com calma que tudo vai ficar claro!

As soluções-tampão são formadas pela mistura de um ácido (fraco) ou a base (fraca) ao adiciona-la a um sal contendo seu ácido ou base conjugada. Como por exemplo, a mistura de ácido acético e acetato de sódio.

çãã

Nesse caso a solução é formada por um ácido fraco e um sal contendo sua base conjugada.

CURIOSIDADE!! Um exemplo de solução tampão é a uma mistura presente no nosso sangue!! A mistura é formada por uma solução de ácido carbônico e bicarbonato de sódio .

çãã

Isso permite que o nosso sangue tenha uma pequena variação de pH. E essa estabilidade no pH do nosso sangue é essencial para nossa sobrevivência!

Como funciona?

Uma solução-tampão funciona, basicamente pelo efeito do íon comum!

Para isso precisamos relembrar como funciona uma reação em equilíbrio. Para isso vamos voltar ao exemplo do ácido acético e acetato de sódio.

Quando existe um equilíbrio e você adiciona excesso de um dos produtos ou , esse equilíbrio vai se deslocar em direção aos reagentes e .

Então mesmo que a gente adicione ácido forte ao meio, a variação de pH vai ser pequena já que o equilíbrio da reação vai se deslocar para a esquerda!

Mas, se ao invés de adicionar ácido, for adicionada uma base ao meio?

Nesse caso a base vai reagir com o e ser neutralizada. Para compensar o consumo de hidrônio a reação de equilíbrio vai se deslocar para a esquerda, repondo o ácido.

Ou seja: embora a base tenha sido adicionada, isso provocou a liberação de mais no meio. Então, a alteração no pH tende a ser muito pequena!

Sentiu agora a função da solução tampão?

Meme Barack Obama.
Meme Barack Obama.

Cálculo de pH para Solução-Tampão

Existe a maneira simplificada e a maneira mais extensa de fazer o cálculo de pH para uma solução- tampão. Essas duas maneiras funcionam tanto para ácidos como com bases.

De forma simples, podemos fazer assim:

Podemos escrever a constante de equilíbrio:

Aí, como o ácido é fraco, temos:

Então podemos considerar que é igual a concentração analítica do ácido Á. Porque ele se ioniza pouco.

Já a a gente considera que é igual a concentração analítica do sal . Afinal o sal se dissocia por completo. Então ficamos com:

Á

Isolando o :

Á

E lembrando que ficamos com:

Á

Para um tampão feito com uma base e seu ácido conjugado:

Essa foi a forma “simplificada”. Mas como nem sempre as simplificações são válidas, a gente também pode resolver isso pelo “caso geral”. Aquele do balanço de massa e balanço de carga.

Vamos ver como isso funciona para uma mistura de um ácido com um sal .

  • Primeiro escrevemos as reações envolvidas:
  • Identificamos quais as concentrações desconhecidas (incógnitas):
  • Escrevemos todas as equações que temos:
Á

Temos incógnitas, e equações. Isolando o na equação do , temos:

Como vimos anteriormente, manipulando, chegamos a:

Isolando o no BC, temos:

Mas , então:

Isolando o no segundo balanço de massa, temos:

Á

Substituindo :

Á
Á

Substituindo no :

Á

Se a gente considerar que as concentrações de e  são muuuuito menores que as concentrações do sal e do ácido, a gente cai exatamente na fórmula do caso simplificado.

Á

Para ver melhor como tudo isso se aplica e funciona na prática, tem vários exercícios de fixação resolvido passo-a-passo pra você... Vamos lá conferir!

Mascote do Responde aí
Mascote do Responde aí

Como funciona?

Cálculo de pH para Solução-Tampão

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