No preparo de uma solução-tampão foi dissolvido 0,4 mol de á...
No preparo de uma solução-tampão foi dissolvido 0,4 mol de ácido fórmico (HCOOH) e 0,8 mol de formiato de sódio (HCOONa) em água até a obtenção de 1 litro de solução. Determine o valor do pH da solução.
Dados: Ka (HCOOH) = 1,8 x 10-4 ,
log 1,8 = 0,25
log 2 = 0,3
Gabarito comentado
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Alternativa correta: B - 4,05.
O tema central desta questão é solução-tampão, um conceito importante no estudo de equilíbrios químicos. Soluções-tampão são misturas de um ácido fraco e seu sal conjugado (ou uma base fraca e seu sal conjugado) que resistem a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas.
Para resolver a questão, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch, que é aplicável a soluções-tampão:
pH = pKa + log([Base]/[Ácido])
Neste problema, o ácido fórmico (HCOOH) é o ácido fraco, e o formiato de sódio (HCOONa) é o sal. A concentração da base ([base]) é 0,8 mol/L, e a do ácido ([ácido]) é 0,4 mol/L.
Os dados fornecidos são:
- Ka = 1,8 x 10-4
- log 1,8 = 0,25
Primeiro, calculamos o pKa:
pKa = -log(Ka) = -log(1,8 x 10-4)
pKa = 4 - log(1,8) = 4 - 0,25 = 3,75
Agora, aplicamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 3,75 + log(0,8/0,4) = 3,75 + log(2)
Sabemos que log(2) = 0,3, então:
pH = 3,75 + 0,3 = 4,05
Portanto, a resposta correta é a alternativa B.
Vamos analisar as alternativas incorretas:
- A - 4,55: Este valor é maior do que o cálculo correto. Parece considerar um erro no cálculo do logaritmo ou pKa.
- C - 3,95: Este valor é próximo, mas não considera corretamente o valor do log(2), possivelmente usando um valor incorreto.
- D - 3,45: Este valor subestima significativamente o pH, ignorando o aumento devido ao log(2).
- E - 5,95: Este valor é muito elevado, provavelmente devido a um erro de cálculo ou confusão de valores.
Para interpretar corretamente as questões de equilíbrio químico, é importante:
- Compreender a função e aplicação de soluções-tampão;
- Conhecer bem a equação de Henderson-Hasselbalch;
- Realizar cálculos de logaritmos com precisão, usando dados fornecidos.
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