Por definição, uma solução tampão resiste a variações no pH decorrentes da diluição ou da adição de ácidos ou bases. Os químicos empregam as soluções tampão para manter o pH de soluções sob níveis predeterminados relativamente constantes. Um estudante misturou 200mL de solução de ácido HX de concentração 0,1mol/L com 300mL de solução do sal de sódio desse ácido (NaX) que tinha concentração de 0,2mol/L. Sabendo que a constante de ionização do ácido HX é 0,000003. Qual o valor do pH da solução formada?
- A)4
Errada, porque pH 4 seria ácido demais para uma solução tampão com excesso de base conjugada.
- B)8
Errada, pois pH 8 indicaria meio básico, o que não combina com a relação ácido/base calculada.
- C)6
Correta, pois aplicando Henderson-Hasselbalch com a razão base/ácido igual a 3, o pH fica aproximadamente 6.
- D)7
Errada, porque pH 7 seria neutro, mas a presença de ácido fraco e sua base conjugada desloca o valor para baixo de 7.
- E)5
Errada, pois pH 5 ainda não corresponde ao valor obtido após usar pKa e a razão entre base conjugada e ácido.
Gabarito: C
Uma solução tampão aparece quando voce mistura um ácido fraco com sua base conjugada, ou uma base fraca com seu ácido conjugado. É justamente esse casal químico que ajuda a segurar o pH, sem grandes sustos quando há diluição ou pequena adição de ácido/base. Aqui, o ácido HX é fraco e o sal NaX fornece o íon X-, então a mistura forma um tampão clássico. Para resolver, primeiro calcule as quantidades de matéria. O ácido HX: 0,2 L x 0,1 mol/L = 0,02 mol. O sal NaX: 0,3 L x 0,2 mol/L = 0,06 mol. Como o sal fornece a base conjugada, a razão base/ácido é 0,06/0,02 = 3. Agora entra a fórmula do tampão: pH = pKa + log([base]/[ácido]). Como Ka = 3 x 10^-6, então pKa = -log(3 x 10^-6) ≈ 5,52. Substituindo: pH = 5,52 + log 3 ≈ 5,52 + 0,48 = 6,0. Ou seja, a solução fica levemente ácida, mas muito próxima de 6. O gabarito está correto porque a mistura é um tampão e a conta leva exatamente a esse valor. Sem mistério: química gosta de equilíbrio, e o pH aqui ficou bem comportado.