Físico-Química ⇒ (UEL- 2012) Solução-tampão Tópico resolvido

[Liliana]

Soluções-tampão são soluções que resistem à mudança no pH quando ácidos ou bases são adicionados ou quando ocorre diluição. Estas soluções são particularmente importantes em processos bioquímicos, pois muitos sistemas biológicos dependem do pH. Cita-se, por exemplo, a dependência do pH na taxa de clivagem da ligação amida do aminoácido tripisina pela enzima quimotripisina, em que a alteração em uma unidade de pH 8 (pH ótimo) para 7 resulta numa redução em 50% na ação enzimática. Para que a solução-tampão tenha ação tamponante significativa, é preciso ter quantidades comparáveis de ácido e base conjugados. Em um laboratório de Química, uma solução-tampão foi preparada pela mistura de 0,50 L de ácido etanoico (CH3COOH) 0,20 mol L-1 com 0,50 L de hidróxido de sódio (NaOH) 0,10 mol L-1.

Dado: pKa do ácido etanoico = 4,75 e log 0,666 = 0,1765

a) Determine o pH da solução-tampão.
Resposta: 4,75
b) Determine o pH da solução-tampão após a adição de 0,01 mol de NaOH em 1,00 L da solução preparada.
Resposta: 4,5735
Alguém pode me ajudar, fazendo um favor??

[undefinied3]

Um tampão consiste em um ácido fraco e sua base conjugada um uma base fraca e seu ácido conjugado. Também tem o tampão menos efetivo mas que cumpre certo papel de ácido+base fracos, mas este não é o caso.
Primeiramente, veja que não temos um tampão, pois temos ácido fraco e base forte. Então inicialmente apenas neutralizamos o que for possível:
[tex3]n(HAc)=0.5*0.2=0.1[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]n(HAc)=0.5*0.2=0.1[/tex3]

[tex3]n(NaOH)=0.5*0.1=0.05[/tex3]

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[tex3]n(NaOH)=0.5*0.1=0.05[/tex3]

Aqui ocorre neutralização total:
[tex3]HAc +NaOH \rightarrow NaAc+H2O[/tex3]

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[tex3]HAc +NaOH \rightarrow NaAc+H2O[/tex3]

No final teremos [tex3]0.05[/tex3]

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[tex3]0.05[/tex3]

mol de ácido e do sal que contém a base conjugada. Aí é que se cria o tampão. Como o volume final é 1L, essas também são as concentrações.
a)
Feito o tampão, aplica-se Henderson:
[tex3]pH=pK_a+log\frac{[Ânion]}{[Ácido]} \rightarrow ph=4.75+log\frac{0.05}{0.05}=4.75[/tex3]

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[tex3]pH=pK_a+log\frac{[Ânion]}{[Ácido]} \rightarrow ph=4.75+log\frac{0.05}{0.05}=4.75[/tex3]

b)
Adicionamos mais base, então vamos neutralizá-la. Lembrando que temos 0.05 mol de ácido e 0.05 mol de sal, após a neutralização terminaremos com 0.04 mol de ácido e 0.06 mol de sal. Aplicando Henderson novamente:
[tex3]pH=4.75+log\frac{0.06}{0.04}=4.75+log\frac{3}{2}=4.75-log\frac{2}{3}=4.75-0.1765=4.5735[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]pH=4.75+log\frac{0.06}{0.04}=4.75+log\frac{3}{2}=4.75-log\frac{2}{3}=4.75-0.1765=4.5735[/tex3]

[Liliana]

Mas de onde você tirou que tem 0,05 mol de ácido e 0,05 mol de sal?
Na conta tinha dado 0,1 mol de ácido...

[undefinied3]

"Primeiramente, veja que não temos um tampão, pois temos ácido fraco e base forte. Então inicialmente apenas neutralizamos o que for possível:
[tex3]n(HAc)=0.5*0.2=0.1[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]n(HAc)=0.5*0.2=0.1[/tex3]

[tex3]n(NaOH)=0.5*0.1=0.05[/tex3]

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[tex3]n(NaOH)=0.5*0.1=0.05[/tex3]

Aqui ocorre neutralização total:
[tex3]HAc +NaOH \rightarrow NaAc+H2O[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]HAc +NaOH \rightarrow NaAc+H2O[/tex3]

No final teremos [tex3]0.05[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]0.05[/tex3]

mol de ácido e do sal que contém a base conjugada. Aí é que se cria o tampão. Como o volume final é 1L, essas também são as concentrações."
Daqui.

[Liliana]

Entendi!!!!!!
Muito obrigada!!!!

[Lucabral]

undefinied3, Se o número de mols do ácido é maior que o da base,como ocorre a neutralização total? Acontece algo no equilíbrio?

[undefinied3]

Mas esse é justamente o caso da questão. Se você quer dizer excesso de base, como a base é forte, no final não haverá tampão, pois não ocorre hidrólise. A base teria que ser fraca e o ácido forte, em menor quantidade, ou fraco, em qualquer quantidade.