Soluções Tampão São misturas de soluções de eletrólitos que resistem à variação de pH quando pequenas quantidades de ácidos ou bases são adicionadas ao sistema. As soluções tampão sofrem pequenas variações por diluição. São constituídas por misturas de soluções ácidos fracos e bases fracas. Para fins práticos existem dois tipos de soluções tampão: Mistura de ácido fraco com sua base conjugada Mistura de uma base fraca com seu ácido conjugado 2
Soluções tampão Tampão mistura de um ácido fraco e sua base conjugada, ou uma base fraca com seu ácido conjugado. Soluções tampão resistem a variações de pH decorrentes da diluição ou da adição de ácidos ou bases a um sistema reacional; As soluções tampão são usadas para manter o pH de soluções relativamente constantes , ou seja, com apenas pequenas variações de pH.
Soluções tampão A adição de ácido ou base a uma solução tampão interfere com os seguintes equilíbrios, exemplificados para o caso de uma solução tampão de um ácido fraco HA e sua base conjugada, A - : 1) HA + H 2 O ↔ H 3 O + + A - 2) A - + H 2 O ↔ HA + OH -
Soluções Tampão Solução aquosa de ácido acético e acetato de sódio: HOAc + H 2 O ↔ H 3 O + + OAc - OAc - + H 2 O ↔ HOAc + OH - A adição de uma pequena quantidade de H 3 O + leva à reação: H 3 O + + OAc - ↔ HOAc + OH - Ocorre pequena variação no pH, uma vez que a quantidade de H 3 O + adicionado é muito menor que a concentração analítica de NaOAc . A adição de pequena quantidade de OH- leva à reação: OH - + H 3 O + ↔ 2 H 2 O Ocorre pequena variação no pH, uma vez que a quantidade de OH - adicionado é muito menor que a concentração analítica de HOAc . 5
Soluções Tampão Solução de amônia e cloreto de amônio: 1) NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH - 2) NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 + H 3 O + A adição de uma pequena quantidade de H 3 O + leva à reação: H 3 O + + OH - ↔ 2 H 2 O Ocorre pequena variação de pH, uma vez que a quantidade de H 3 O + adicionado é muito menor que a concentração analítica de NH 3 . A adição de uma pequena quantidade de OH- leva à reação: OH - + NH 4 + ↔ NH 3 + H 2 O Ocorre pequena variação de pH, uma vez que a quantidade de OH - adicionado é muito menor que a concentração analítica de NH4Cl. 6
Soluções Tampão A dissociação de um ácido fraco HA ocorre da seguinte forma: HA + H 2 O ↔ H 3 O + + A - Então, 7 Equação de Henderson-Hasselbalch
Soluções Tampão 8 Exercício 11 Considere a adição de 1,00 mL de uma solução de NaOH 0,1000 mol.L -1 em um frasco contendo 100,0 mL de água pura recém destilada e descarbonatada. Calcule o pH da solução resultante. A concentração de íons OH - pode ser calculada pela fórmula simplificada: pOH = - log 9,9 x 10 -4 pOH = 3,00 e pH = 14,0 - 3,00 = 11,0 [OH - ] = M1 x V1/V2= 0,00099 mol.L -1 Observe que ocorrerá uma variação de pH de 7,00 (pH neutro da água pura) para pH de 11,0 .
Soluções Tampão 9 Exercício 11 Considere agora a adição de 1,00 mL de solução de NaOH 0,1000 mol L -1 em 100,0 mL de uma solução simultaneamente 0,1000 mol.L-1 em ácido acético e 0,1000 mol.L -1 em acetato de sódio. Sabendo que pKA do ácido acético = 4,76, calcule o pH da solução final. 1°) Calcular o pH da solução tampão: pH = 4,76 + 0 pH = 4,76 Então, o pH da solução tampão antes da adição de 1,00 mL de NaOH 0,1000 mol L -1 é 4,76.
Soluções Tampão 10 [HA] (C HA - 0,00099) (0,1000 - 0,00099) 0,09901 mol.L -1 . [A - ] ( C NaA + 0,00099) (0,1000 + 0,00099) 0,10099 mol.L -1 pH = 4,76 + log 1,0199 pH = 4,76 + log 0,10099 0,09901 pH = 4,760 + 0,008 = 4,768 Variação de pH = 0,008 unidades de pH Praticamente não há variação de pH pela adição da base em solução tampão, mas em água pura a variação foi de quatro unidades de pH. 2°) Calcular o pH da solução resultante após a adição de NaOH :