Que quantidade de gás HCl deve ser adicionado a 1,00 L de uma solução tampão que contém aceticacid2.0m e acetato para produzir com pH 3,88?
Veja como resolver esse problema:
1. Entenda os conceitos *
soluções de buffer: As soluções de tampão resistem às alterações no pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. Eles consistem em um ácido fraco e sua base conjugada (ou uma base fraca e seu ácido conjugado).
*
Equação de Henderson-Hasselbalch: Esta equação relaciona o pH de uma solução tampão à PKA do ácido fraco e a proporção das concentrações do ácido e sua base conjugada:
ph =pka + log ([base conjugado]/[ácido])
*
hCl (ácido clorídrico): Um ácido forte que reagirá com o íon acetato (a base do conjugado) no tampão, deslocando o equilíbrio e diminuindo o pH.
2. Reúna informações *
pka de ácido acético: O PKA de ácido acético é 4,74.
*
PH desejado: 3.88
*
Concentrações iniciais: * [Ácido acético] =2,0 m
* [Acetato] =(precisamos descobrir isso)
*
volume de buffer: 1,00 l
3. Configure o cálculo *
Encontre a concentração inicial de acetato: * Conhecemos o pH desejado e o PKA. Podemos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar a proporção de acetato para ácido acético:
* 3.88 =4,74 + log ([acetato]/[ácido acético])
* Resolva a proporção:[acetato]/[ácido acético] =0,138
* Como [ácido acético] =2,0 m, então [acetato] =0,138 * 2,0 m =0,276 m
*
Calcule as moles de HCl necessárias: * A reação entre HCl e acetato é:
Hcl + ch3coo--> ch3cooh + cl-
* Para cada mole de HCl adicionada, uma toupeira de acetato é consumida e uma toupeira de ácido acético é formada.
* Vamos 'x' representar as toupeiras de HCl adicionadas.
* Depois de adicionar HCl:
* [ácido acético] =2,0 m + x
* [acetato] =0,276 m - x
* Use a equação de Henderson-Hasselbalch novamente com as novas concentrações:
3,88 =4,74 + log ((0,276 - x)/(2,0 + x))
* Resolva para 'x':x =0,153 moles
4. Calcule a massa de HCl *
massa molar de HCl: 36,46 g/mol
*
Massa de HCl: 0,153 moles * 36,46 g/mol =5,58 g
Resposta: Você precisa adicionar aproximadamente
5,58 gramas de gás HCl na solução tampão para atingir um pH de 3,88.
Nota importante: Este cálculo assume condições ideais. Na prática, é muito difícil adicionar com segurança e precisão o gás HCl diretamente a uma solução. É muito mais seguro usar uma solução padrão de HCl com uma concentração conhecida para atingir o pH desejado.