Uma solução tampão foi preparada misturando-se 400ml de uma solução 0,5 M de ácido formico (HCOOH) e 100ml de uma solução 0,2 de formiato de potássio (HCOOk)
a) Calcule o pH desta solução. ka= (1,8×10-4)
b)Calcule o pH, quando se adiciona
[tex]40 {cm}^{3} [/tex]
de KOH de 0,25 ao tampão
a) Calcule o pH desta solução. ka= (1,8×10-4)
b)Calcule o pH, quando se adiciona
[tex]40 {cm}^{3} [/tex]
de KOH de 0,25 ao tampão
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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!!!