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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 9.Questões e Problemas - Ex. 29

Que volume de H C l   0,200   m o l   L - 1 precisa ser adicionado a 250,0   m L de mandelato de sódio para produzir uma solução tampão que tenha um p H de 3,37 ?

Passo 1

Olá galerinha, vamos resolver este exercício juntos? Então vamos lá!

Antes de iniciarmos, precisamos de um dado que faltou no enunciado do exercício, que é a concentração do mandelato de sódio, que é de 0,300   m o l   L - 1 . Então agora podemos começar.

Vamos montar a reação química do ácido mandélico:

C 8 H 8 O 3 + H 2 O ⇌ H 3 O + + C 8 H 7 O 3 -

A expressão da constante de dissociação ácida é:

K a = H 3 O + [ C 8 H 7 O 3 - ] [ C 8 H 8 O 3 ]

Além disso, a constante de dissociação ácida é tabelada, e para o ácido mandélico K a = 4,0 ∙ 10 - 4 , então nossa expressão ficará:

H 3 O + [ C 8 H 7 O 3 - ] [ C 8 H 8 O 3 ] = 4,0 ∙ 10 - 4

Passo 2

Sabemos que [ C 8 H 7 O 3 - ] = 0,300   m o l / L , com p H = 3,37 , sendo assim conseguimos encontrar a concentração do hidrônio:

H 3 O + = 10 - p H = 10 - 3,37 = 4,27 ∙ 10 - 4   m o l / L

Voltando para a equação da dissociação ácida, temos o seguinte:

[ C 8 H 7 O 3 - ] [ C 8 H 8 O 3 ] = 4,0 ∙ 10 - 4 H 3 O + = 4,0 ∙ 10 - 4   4,27 ∙ 10 - 4 = 0,9368

Além disso, conseguimos calcular o número de mols de C 8 H 7 O 3 - :

n C 8 H 7 O 3 - = 0,300   m o l L ∙ 250   m L = 75   m m o l

Passo 3

Com isso encontramos o número de mols necessário de H C l :

n C 8 H 7 O 3 - - n H C l n H C l = 0,9368

n H C l + 0,9368 ∙ n H C l = 75

n H C l = 38,72   m m o l

Por fim, calculamos o volume necessário de H C l :

v H C l = 38,72   m m o l ∙ L 0,200   m o l = 194   m L

Prontinho pessoal, tchau!

Resposta

v H C l = 194   m L .

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