Verifique se uma solução tampão é efetiva comparando a alteração de pH ao adicionar 1mL de H C l 10,0 M em:

a) 1,0 L de água

b) 1,0 L de solução tampão onde a C s a l = C á c i d o = 0,1   m o l / L . (Dado: p K a = 4,76 )

Passo 1

a) Alteração no pH da água.

Inicialmente a água tem pH 7,0, estando neutra.

K w = H 3 O + . O H -

H 3 O + = 10 - 14 = 10 - 7

p H = - log ⁡ 10 - 7 = 7,0

Ao adicionar 1 mL de H C l   10,0   M , estamos adicionando quantos moles de H C l ?

n H C l = 10,0   m o l L .   1,0 . 10 - 3 L = 0,01   m o l

Como estamos adicionando esse n em 1,0 litro de água:

H 3 O + = 0,01   m o l 1,0   L = 0,01   m o l / L

p H = - log ⁡ 0,01 = 2,0

Então, a adição de 1 mL de H C l mudou o pH de 7,0 para 2,0.

Passo 2

b) O pH da solução antes da adição de H C l pode ser calculado por:

p H = p K a + log ⁡ C s a l C á c i d o

p H = 4,76 + log ⁡ 0,1 0,1 = 4,76

Aí vamos considerar que adicionamos 1 mL de H C l 10,0 M nessa solução tampão. Como a gente já calculou no passo 1, isso significa que estamos adicionando 0,01 mol de H + no meio.

Esses H + vão reagir com o A - do meio.

Então, a nova [ A - ] será a concentração inicial menos 0,01 mol.

A - = 0,1 - 0,01 = 0,09   m o l / L

Por outro lado, a concentração de H A aumentou 0,01 mol. Porque cada H + que reage com um A - forma um H A .

H A = 0,1 + 0,01 = 0,11   m o l / L

Portanto:

p H = 4,76 + log ⁡ 0,09 0,11 = 4,67

E o pH do meio passou de 4,76 para 4,67.

Passo 3

Na ausência do tampão, a alteração de pH foi de 5 unidades. Na presença do mesmo, a alteração foi de 0,09.

Resposta

a) p H i = 7,0 e p H f = 2,0

b) p H i = 4,76 e p H f = 4,67

Exercícios Resolvidos de Solução Tampão

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