Question

Compare o efeito do pH da adição de 0,10 mol de H+ a 1,0 litro de: (a) tampão ácido fórmico-formiato no qual as concentrações de ácido fórmico (HCHO2) e íon formiato (CHO2-) = 1,00 mol/L (Ka para o ácido fórmico é 1,8 x 10-4), (b) água pura.

Answer 1

Olá!

Existindo na solução uma quantidade razoável de C₂H₃O₂⁻ e HC₂H₃O₂ o equilíbrio da reação C₂H₃O₂⁻(aq) ⇄ HC₂H₃O₂(aq)  pode ser deslocado para qualquer sentido.

Para o ácido fórmico o pKa = –log (1, 8 x 10-4) = 3,74

A equação de equilíbrio é:

Ka =  $\frac{ [H^+][C2H3O2^-]}{[HC2H3O2]}$

[H^+] = Ka $\frac{[HC2H3O2]}{[C2H3O2^-]}$

- log [H+] = -log Ka - log$\frac{[HC2H3O2]}{[C2H3O2^-]}$ ou

pH = pKa - log$\frac{[HC2H3O2]}{[C2H3O2^-]}$

pH inicial:

pH = 3,74 - log$\frac{1,00]}{[1,00]}$ = 3,74

A adição de  H⁺  provocará  um deslocamento de equilíbrio para o sentido do C₂H₃O₂⁻:

                       H⁺(aq) + C₂H₃O₂⁻(aq) ⇄ HC₂H₃O₂(aq)

Mol  no  início  0,10         1,00               1,00

Variação        –0,10       –0,10             +0,10

Mols no  final   0             0,90              1,10

pH = 3,74 - log$\frac{1,10]}{[0,90]}$ = 3,65

b) Quando se é adicionado 0,10 mol  de  H⁺ a  1 litro de  H₂O  (pH  inicial=7,00) ,a  [ H⁺]  resultante será 0,10 mol/L por que não  há  base  forte  presente  para remover  uma quantidade grande de H+. Assim pH = -log [0,1] = 1,00

As contas mostram o efeito que uma solução tampão tem em manter o pH estável pois adicionando a mesma concentração de [H⁺] nela o pH diminuiu apenas 0,09, enquanto a água se tonou completamente ácida diminuindo em 6 unidades seu pH.

Espero ter ajudado!