Uma solução tampão de volume 100 mL\pu{100 mL} é 0,1 molL1\pu{0,1 mol.L-1} em CHX3COOH\ce{CH3COOH} e 0,1 molL1\pu{0,1 mol.L-1} em NaCH3CO2\pu{NaCH3CO2}. Foram adicionados 10 mL\pu{10 mL} de uma solução 0,95 molL1\pu{0,95 mol.L-1} de NaOH\ce{NaOH} à solução.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da variação de pH da solução.

Dados

  • pKa(CHX3COOH)=4,75\mathrm{p}K_\mathrm{a}(\ce{CH3COOH}) = \pu{4,75}
Gabarito 3I.13

Cálculo do pH inicial a partir da constante de acidez: KXa=[HX+][CHX3COOX][CHX3COOH]\ce{K_{\ce{a}}}=\frac{\ce{[H+][CH3COO-]}}{\ce{[CH3COOH]}} Aplicando log()-\log() em ambos os lados: pKXa=pHlog([CHX3COOX][CHX3COOH])\ce{pK_{\ce{a}}}=\ce{pH}-\log(\frac{[\ce{CH3COO-}]}{[\ce{CH3COOH}]}) 4,8=pH\cancelto0log(0,10,1)4,8=\ce{pH}-\cancelto{0}{\log(\frac{0,1}{0,1})} pH=4,8\ce{pH=4,8} Quando adicionamos base forte a base irá reagir com o ácido aumentando a quantidade de sal. Cálculo do número de mols inicial de ácido, sal e base forte: nCHX3COOH=(100 mL)(0,1 molL1)=10 mmoln_{\ce{CH3COOH}}=(\pu{100 mL})(\pu{0,1 mol L-1})=\pu{10 mmol} nCHX3COOX=(100 mL)(0,1 molL1)=10 mmoln_{\ce{CH3COO-}}=(\pu{100 mL})(\pu{0,1 mol L-1})=\pu{10 mmol} nNaOH=(10 mL)(0,95 molL1)=9,5 mmoln_{\ce{NaOH}}=(\pu{10 mL})(\pu{0,95 mol L-1})=\pu{9,5 mmol} Fazendo a reação de neutralização: CHX3COOHNaOHCHX3COONaHX2Oinıˊcio109,510reac¸a˜o9,59,5+9,5fim0,5019,5\begin{matrix}&\ce{CH3COOH}&\ce{NaOH}&\ce{->}&\ce{CH3COONa}&\ce{H2O} \\ \text{início}&10&9,5&&10&- \\ \text{reação}&-9,5&-9,5&&+9,5&- \\ \text{fim}&0,5&0&&19,5&-\end{matrix} Cálculo do novo pH: pKXa=pHlog([CHX3COOX][CHX3COOH])\ce{pK_{\ce{a}}}=\ce{pH}-\log(\frac{[\ce{CH3COO-}]}{[\ce{CH3COOH}]}) Técnica : perceba que fazer a razão das concentrações é equivalente a fazer a seguinte razão: [CHX3COOX][CHX3COOH]=nCHX3COOXVtotalnCHX3COOHVtotal=nCHX3COOXnCHX3COOH\frac{\ce{[CH3COO-]}}{\ce{[CH3COOH]}}=\frac{\frac{n_{\ce{CH3COO-}}}{V _\text{total}}}{\frac{n_{\ce{CH3COOH}}}{V _\text{total} }}=\frac{n_{{\ce{CH3COO-}}}}{n_{\ce{CH3COOH}}} E o número de mols de cada espécie se conserva ao misturar as soluções então basta calcular o número de mols inicial de cada espécie: pKXa=pHlog([CHX3COOX][CHX3COOH])\ce{pK_{\ce{a}}}=\ce{pH}-\log(\frac{[\ce{CH3COO-}]}{[\ce{CH3COOH}]}) pKXa=pHlog(nCHX3COOXnCHX3COOH)\ce{pK_{\ce{a}}}=\ce{pH}-\log(\frac{n_\ce{CH3COO-}}{n_\ce{CH3COOH}}) 4,8=pHlog(19,50,5)4,8=\ce{pH-\log(\frac{19,5}{0,5})} pH=6,4\ce{pH}=6,4 Cálculo da variação de pH: ΔpH=6,44,8=1,6\Delta \ce{pH}=6,4-4,8=1,6