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Sagot :
Resposta:
1ª Dica: Fórmulas de acordo com o tipo de solução-tampão
Quando tiver uma solução-tampão ácida, use:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
Quando tiver uma solução-tampão básica, use:
pOH = pKb + log [sal]
[base]
Quando tiver uma solução-tampão básica e um Kw (Constante de ionização da água) diferente, use:
pH = pKb - pKb - log [sal]
[base]
2ª Dica: Quando o exercício fornecer as concentrações dos participantes e constante de ionização...
Teremos a concentração do ácido ou da base que forma a solução;
Teremos a concentração do sal que forma a solução;
Teremos a constante de ionização (Ka ou Kb) do ácido ou da base que forma a solução.
Exemplo: (UNIFOR-CE-Adaptada) Uma mistura de ácido láctico (CH3CH(OH)COOH) e lactato de sódio (CH3CH(OH)COONa) em solução aquosa funciona como uma solução-tampão, ou seja, praticamente não muda seu pH pela adição de H+ ou OH-. Uma solução contendo 0,12 mol/L de ácido láctico e 0,12 mol/L de lactato de sódio tem pH que pode ser calculado pela equação:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
Ka = 1,0x10-4 = constante de ionização do ácido. Negligenciando a quantidade de ácido que sofre ionização, determine o valor do pH da solução.
Resolução:
Nesse exemplo, temos uma solução-tampão formada por sal e ácido. Os dados fornecidos são:
[sal] = 0,12 mol/L
[ácido] = 0,12 mol/L
Ka = 1.10-4
OBS.: o exercício forneceu o Ka, mas, na fórmula, utilizamos o pKa, que é simplesmente – logKa.
Por ser um tampão ácido, basta utilizar a expressão:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
pH = - log 1.10-4 + log 0,12
0,12
pH = - log10-4 + log 0,12
0,12
pH = 4.log 10 + log 1
pH = 4.1 + 0
pH = 4
3ª Dica: Quando o exercício requerer a variação do pH de uma solução-tampão que recebeu uma quantidade de ácido ou base forte...
O exercício fornecerá a concentração do ácido ou da base que a forma;
Teremos a concentração do sal que forma a solução;
Teremos a constante de ionização (Ka ou Kb) do ácido ou da base que forma a solução;
O exercício fornecerá o valor do pH do tampão após a adição do ácido ou base forte;
É necessário encontrar o valor do pH do tampão antes da adição do ácido ou da base forte;
Em seguida, devemos subtrair o pH após a adição do pH antes da adição.
Exemplo: (Unimontes-MG) Um litro de solução-tampão contém 0,2 mol/L de acetato de sódio e 0,2 mol/L de ácido acético. Ao acrescentar hidróxido de sódio, o pH da solução alterou-se para 4,94. Considerando que o pKa do ácido acético é de 4,76 a 25ºC, qual é a variação no pH da solução tampão?
Resolução: Nesse exemplo temos uma solução-tampão formada por sal e ácido. Os dados fornecidos são:
pH após a adição da base forte = 4,94
[sal] = 0,2 mol/L
[ácido] = 0,2 mol/L
pKa = 4,76
Inicialmente devemos calcular o pH do tampão antes da adição da base forte. Para isso, devemos utlizar a expressão para tampão ácido:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Por fim, subtraímos o pH após a adição da base do pH antes da adição:
ΔpH = após – antes da adição de base
ΔpH = 4,94 – 4,76
ΔpH = 0,18
4ª Dica: Cálculo do pH de um tampão quando o exercício fornece a massa de um dos participantes
O exercício fornecerá a concentração ou a quantidade de matéria do ácido, da base ou do sal que a forma;
Quando o exercício fornecer quantidade de matéria (mol), fornecerá também o volume, pois no cálculo do pH utilizamos concentração (divisão do mol pelo volume);
Teremos a constante de ionização (Ka ou Kb) do ácido ou da base que forma a solução;
É necessário calcular a massa molar e a quantidade de matéria do participante que foi dada a massa no exercício.
Exemplo: (UFES - Adaptada) Uma solução foi preparada adicionando-se 0,30 mol de ácido acético e 24,6 gramas de acetato de sódio em quantidade suficiente de água para completar 1,0 litro de solução. O sistema de CH3COOH e CH3COONa constitui uma solução-tampão na qual esse sistema está em equilíbrio. Assim, determine o pH da solução preparada. (Dados: Ka = 1,8×10-5, log 1,8 = 0,26)
Resolução:
Os dados fornecidos pelo exercício foram:
Ka = 1,8×10-5
log 1,8 = 0,26
Volume = 1L
Número de mol do ácido 0,30 mol
Como o volume é 1L, logo [ácido] = 0,30 mol/L
Massa do sal utilizada = 24,6 g
Primeiro: Devemos calcular a massa molar (M1) do sal:
CH3COONa
M1 = 1.12 + 3.1+ 1.12 + 1.16 + 1.16 + 1.23
M1 = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 23
M1 = 82 g/mol
Segundo: Agora vamos determinar o número de mol do sal dividindo a massa fornecida pelo exercício pela massa molar encontrada:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Terceiro: Devemos calcular a concentração molar do sal dividindo o número de mol pelo volume fornecido:
M = n
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol/L
Quarto: Devemos calcular o pH utilizando a expressão para solução-tampão ácida:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
pH = -log 1,8.10-5 + log 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 – 0,26 + 0
pH = 4,74
5ª Dica: Cálculo do pH de uma solução-tampão que foi preparada pela mistura de um ácido e uma base
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