Resposta:

a) Para calcular o pH da solução tampão, podemos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

Onde:

pKa = -log(Ka) (constante de dissociação ácida)

[A-] = concentração do sal (formiato de potássio)

[HA] = concentração do ácido (ácido fórmico)

Primeiro, vamos calcular as concentrações de [A-] e [HA]:

Na solução de 400 ml de ácido fórmico a 0,5 M, temos:

[HA] = 0,5 M * 0,4 L = 0,2 mol

Na solução de 100 ml de formiato de potássio a 0,2 M, temos:

[A-] = 0,2 M * 0,1 L = 0,02 mol

Agora, vamos calcular o pKa usando a fórmula pKa = -log(Ka):

pKa = -log(1,8×10^-4) = 3,74

Substituindo os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:

pH = 3,74 + log(0,02/0,2) = 3,74 - 1 = 2,74

Portanto, o pH da solução tampão é de 2,74.

b) Quando se adiciona 40 ml de KOH 0,25 M ao tampão, ocorre uma reação de neutralização entre o ácido fórmico e o hidróxido de potássio:

HCOOH + KOH -> HCOOK + H2O

A quantidade de HCOOK formada será igual à quantidade de KOH adicionada, ou seja, 0,25 M * 0,04 L = 0,01 mol.

Agora, a quantidade de HCOOH remanescente será igual à quantidade inicial menos a quantidade de HCOOK formada, ou seja, 0,2 mol - 0,01 mol = 0,19 mol.

Agora, podemos calcular o pH da nova solução tampão usando a mesma equação de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

[A-] = 0,01 mol

[HA] = 0,19 mol

pH = 3,74 + log(0,01/0,19) = 3,74 - 1,72 = 2,02

Portanto, o pH da nova solução tampão, após a adição de 40 ml de KOH 0,25 M, é de 2,02.

Resposta:

aproximadamente 2,74 e 4,74.

Explicação:

A). Para calcular o pH da solução tampão, podemos usar o conceito de Henderson-Hasselbalch, que é dado pela seguinte fórmula:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

Onde:

- pH é o pH da solução

- pKa é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida (ka)

- [A-] é a concentração do íon formiato (HCOO-) na solução

- [HA] é a concentração do ácido fórmico (HCOOH) na solução

Primeiro, vamos calcular as concentrações dos componentes da solução tampão.

Concentração do ácido fórmico (HCOOH):

0,5 M * 0,4 L = 0,2 mol

Concentração do formiato de potássio (HCOOK):

0,2 M * 0,1 L = 0,02 mol

Agora, vamos substituir os valores na fórmula de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

pH = pKa + log(0,02/0,2)

O valor de pKa fornecido é 1,8 x 10^-4. Vamos substituí-lo na fórmula:

pH = -log(1,8 x 10^-4) + log(0,02/0,2)

Calculando:

pH = -(-3,74) + log(0,1)

pH = 3,74 + (-1)

Portanto, o pH desta solução tampão é aproximadamente 2,74.

B). Para calcular o pH quando se adiciona KOH ao tampão, vamos considerar a reação entre o KOH e o ácido fórmico (HCOOH) presente na solução tampão. A reação é a seguinte:

HCOOH + KOH -> HCOOK + H2O

Sabendo que foram adicionados 40 cm³ de uma solução de KOH com concentração de 0,25 M, podemos calcular a quantidade de KOH adicionada:

Concentração do KOH:

0,25 M * 0,04 L = 0,01 mol

Considerando a estequiometria da reação, sabemos que a quantidade de KOH adicionada será igual à quantidade de HCOOH neutralizada. Portanto, 0,01 mol de HCOOH será neutralizado.

Agora, vamos calcular a quantidade remanescente de HCOOH na solução tampão:

Quantidade inicial de HCOOH na solução tampão:

0,5 M * 0,4 L = 0,2 mol

Quantidade final de HCOOH na solução tampão:

0,2 mol - 0,01 mol = 0,19 mol

Agora, vamos calcular a quantidade de formiato de potássio (HCOOK) formado na reação:

Quantidade inicial de HCOOK na solução tampão:

0,2 M * 0,1 L = 0,02 mol

Quantidade final de HCOOK na solução tampão:

0,02 mol + 0,01 mol = 0,03 mol

Agora, podemos calcular o novo pH da solução tampão utilizando a fórmula de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

O valor de pKa fornecido é 1,8 x 10^-4. Vamos substituí-lo na fórmula:

pH = -log(1,8 x 10^-4) + log(0,03/0,19)

Calculando:

pH = -(-3,74) + log(0,157)

Portanto, o pH após a adição de KOH será aproximadamente 4,74.

Lembre-se de que essa é uma estimativa calculada considerando apenas a neutralização do ácido fórmico pela base forte adicionada. Outros fatores podem afetar o pH real da solução, como a presença de outros íons e equilíbrios ácido-base adicionais.

espero ter ajudado!!!