Solução-tampão

O que é uma solução-tampão?

Solução-tampão é uma solução que contém, geralmente, um ácido fraco com um sal desse ácido, ou uma base fraca com o sal dessa base, com a finalidade de evitar que o pH varie.

 

Ao se adicionar um pouco de ácido ou base fortes em uma solução-tampão, o pH praticamente não sofre alteração

Existem dois tipos de solução-tampão:
1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada;
2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado.
Vejamos exemplos de cada uma e como elas atuam quando é adicionada ao meio uma pequena quantidade de ácido ou base fortes:
1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada:
Para a formação de uma solução assim, mistura-se o ácido fraco com um sal do mesmo ânion desse ácido.
Por exemplo, considere uma solução-tampão constituída de ácido acético (H₃CCOOH_(aq)) e acetato de sódio (H₃CCOONa_(s)). Veja que ambos possuem o ânion acetato: (H₃CCOO^-_(aq)). A concentração desses íons se deve praticamente à dissociação do sal, que é grande. Já a ionização do ácido é pequena.

Agora observe o que ocorre nas seguintes possibilidades de adição:

• Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:

A adição de um ácido forte aumenta a concentração do íon hidrônio, H₃O⁺¹, e visto que o ácido acético é um ácido fraco, o ânion acetato possui grande afinidade pelo próton (H⁺) hidrônio. Dessa forma, eles reagem e mais ácido acético é formado:

Com isso, o pH do meio praticamente não sofre alteração. No entanto, se for adicionado cada vez mais ácido forte chegará o momento em que todo o ânion acetato será consumido e o efeito tampão cessará.

• Adição de uma pequena quantidade de base forte:

A adição de uma base forte aumenta a concentração dos íons OH^-. Mas esses íons são neutralizados pelos íons H₃O⁺¹ liberados na ionização do ácido acético:

Com essa reação, a concentração dos íons H₃O⁺¹_(aq) irá diminuir e haverá um deslocamento do equilíbrio no sentido de aumentar a ionização do ácido e, com isso, a variação de pH da solução será muito pequena. A concentração dos íons H₃O⁺¹_(aq) será praticamente constante.
Nesse caso também existe uma capacidade limite do tampão. Portanto, se adicionarmos cada vez mais base, o equilíbrio da ionização do ácido será mais e mais deslocado no sentido da sua ionização, até que todo o ácido seja consumido.
2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado:
Esse tipo de solução-tampão é constituído de uma base fraca e um sal solução que contenham o mesmo cátion da base.
Por exemplo, considere uma solução-tampão formada por hidróxido de magnésio, MgOH_2(aq) (base fraca) e cloreto de magnésio, MgCl_2(s) (sal). Ambos contêm o cátion magnésio (Mg²⁺_(aq)). Os íons magnésio presentes no meio são praticamente todos provenientes da dissociação do sal, pois a dissociação da base é fraca:

• Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:

Nesse caso, os íons H₃O⁺¹ vindos da adição do ácido forte serão neutralizados pelos íons OH^-, vindos da dissociação da base fraca. Isso deslocará o equilíbrio de dissociação da base para a direita.
Assim, a variação de pH (se houver) será muito pequena, porque a concentração dos íons OH^- permanece constante. O efeito tampão irá cessar quando toda a base for dissociada.

• Adição de uma pequena quantidade de base forte:

A base forte adicionada sofre dissociação liberando íons OH^-. Visto que o hidróxido de magnésio é uma base fraca, o magnésio liberado na dissociação do sal terá maior tendência de reagir com o OH^-:

Portanto, o aumento dos íons OH^- é compensada pelo aumento proporcional de MgOH_2(aq). Com isso o pH não sofre grandes alterações.
Esse efeito acaba quando todo cátion magnésio tiver sido consumido.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
 

 

Uma solução tampão foi preparada pela adição de 4,95g de acetato de sódio em 250ml de solução 0,150M de ácido acético.
a) Qual o pH do tampão?
b) Qual é o pH de 100ml de solução tampão se você adicionar 82mg de NaOH?

 

 

DADOS: CH3COONa 4,95g MM CH3COONa= 82
CH3COOH 250mL (ou 0,25 L) 0,150 M
Primeiro vamos encontrar a concentração molar do acetato de sódio:
C(mol/L)= m/MM x V
C(mol/L)= 4,95 /82 X 0,25=0,24 mol/L acetato de sódio

Agora vamos achar o numero de mols:
n CH3COOH= C x V= 0,150 X 0,25=0,0375 mol
n CH3COONa= C x V= 0,24 x 0,25=0,06 mol

O Ka do ácido acético é 1,8 x 10^-4, e o pKa é 4,74 (é uma constante)

pH=pKa+log [sal] dividido [ácido]
pH= 4,74 + log 0,0375 dividido por 0,06
pH= 4,74 + log 0,625
pH=4,74+ (-0,204)
pH=4,53 (respondida letra a)

Vamos agora para a letra b: Aqui mudou o volume para 0,1 litro. E a massa transformaremos em gramas. MM de NaOH=40
NaOH + CH3COOH= CH3COONa +H2O

n CH3COOH= C x V= 0,150 X 0,1=0,015 mol
n CH3COONa= C x V= 0,24 x0,1=0,024 mol
C(mol/L) NaOH= m/MM xV= 0,082/ 40 X 0,1=0,0205/L mol de NaOH
n NaOH= C x V=0,0205 X 0,1= 2,05 X 10^-3
CH3COOH= Foi consumido ácido, então será 0,015 - 2,05 X 10^-3= 0,013
CH3COONa= Foi produzido sal, então será 0,024 + 2,05 X 10^-3=0,026

Agora utilizaremos a formula, lembrando que o Ka do ácido acético é 1,8 x 10^-4 e sendo assim o pKa= 4,74:

pH=pKa +log [sal]dividido por [acido]
pH=4,74+log 0,026 dividido por 0,013
pH=4,74 +log 2
pH=4,74+0,30
pH=5,04 (respondida letra b)
 

 

https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110628143601AA5UJTG