Em um laboratório de análise da qualidade da água, uma equipe precisa preparar 2,00 L de um tampão acetato…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório de análise da qualidade da água, uma equipe precisa preparar 2,00 L de um tampão acetato para manter estável o pH de uma amostra durante um ensaio. O tampão será produzido a partir de soluções estoque de ácido acético (CH3COOH) 1,00 mol/L e acetato de sódio (NaCH3COO) 1,00 mol/L. A concentração analítica total desejada, dada por [CH3COOH] + [CH3COO-], é 0,200 mol/L, e o pH deve ser 4,76. Considere Ka(CH3COOH) = 1,80 × 10-5 e a relação de Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([CH3COO-]/[CH3COOH]). Com base nos dados do procedimento, quais volumes das duas soluções estoque devem ser misturados e, em seguida, diluídos até o volume final de 2,00 L?
- A) 200,0 mL de CH3COOH 1,00 mol/L e 200,0 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L; completar para 2,00 L.
- B) 197,8 mL de CH3COOH 1,00 mol/L e 202,2 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L; completar para 2,00 L.
- C) 196,5 mL de CH3COOH 1,00 mol/L e 203,5 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L; completar para 2,00 L.
- D) 400,0 mL de CH3COOH 1,00 mol/L e 0,0 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L; completar para 2,00 L.
- E) 203,5 mL de CH3COOH 1,00 mol/L e 196,5 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L; completar para 2,00 L.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule o pKa: pKa = -log(1,80 x 10^-5) = 4,745 (aproximadamente). Passo 2: Calcule a razão necessária entre as espécies: 4,76 = 4,745 + log(razão), então log(razão) = 0,015 e [CH3COO-]/[CH3COOH] = 10^0,015 = 1,036. Passo 3: Calcule a quantidade total de matéria: 0,200 mol/L x 2,00 L = 0,400 mol. Como as duas soluções estoque têm 1,00 mol/L, a soma dos volumes deve ser 0,400 L. Passo 4: Monte o sistema com na (mol de ácido) e nb (mol de base): na + nb = 0,400 e nb = 1,036 x na. Logo na = 0,400/2,036 = 0,1965 mol, ou seja, 196,5 mL de CH3COOH 1,00 mol/L. E nb = 0,2035 mol, ou seja, 203,5 mL de NaCH3COO 1,00 mol/L. Passo 5: Complete com água destilada até 2,00 L. A alternativa C é a correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A usa volumes iguais, o que dá razão 1 e pH 4,745, não 4,76; B tem razão de cerca de 1,02 e pH de cerca de 4,754, um pouco fora do valor pedido; D usa só ácido, sem a base conjugada, e portanto não forma tampão no pH pedido; E inverte as quantidades, com razão de cerca de 0,97 e pH abaixo de 4,745.
💡 Dica: Utilize a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular os volumes.
Alternativa por alternativa
Acredita que pH 4,76 corresponde a volumes iguais, confundindo o valor do pH com o do pKa (ou supondo que pH igual ao pKa exige razão 1:1). Não percebe que a razão deve ser ligeiramente maior que 1 para o pH subir de 4,745 para 4,76.
Calcula a razão de forma aproximada ou arredonda o logaritmo de forma grosseira, obtendo uma razão de cerca de 1,02 em vez de 1,036. Assim, chega a volumes próximos mas não os corretos, sem conferir o resultado no pH final.
Primeiro, calcula-se pKa = −log(1,80 × 10−5) = 4,7447. Assim, [CH3COO−]/[CH3COOH] = 10^(4,76 − 4,7447) = 1,0357. A concentração total desejada em 2,00 L corresponde a 0,200 × 2,00 = 0,400 mol de espécies acetato. Como as soluções estoque têm concentração 1,00 mol/L, a soma dos volumes a serem retirados é 0,400 L. Se Va for o volume de ácido e Vb o volume de acetato, então Vb/Va = 1,0357 e Va + Vb = 0,400 L. Dessa forma, Va = 0,1965 L e Vb = 0,2035 L, ou 196,5 mL e 203,5 mL, respectivamente.
Acredita que basta ter um único componente do par para obter o tampão no pH desejado. Não percebe que um tampão exige ácido fraco e sua base conjugada presentes simultaneamente na mesma solução.
Inverte a relação de Henderson-Hasselbalch, colocando mais ácido do que base quando o pH desejado exige razão [CH3COO-]/[CH3COOH] maior que 1. Confunde qual espécie deve estar em maior quantidade para elevar o pH acima do pKa.
Raio-X da questão
tampão acetato
fixacao
cálculo de pH em tampões · equilíbrio químico
Revisar a preparação de soluções tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch.
O aluno pode confundir as proporções de ácido e sal, resultando em um pH diferente do desejado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Prepare um tampão a partir de ácido acético e acetato: CH3COOH ? H+ + CH3COO- (Ka = 1,8×10?5, pKa = 4,74). Misturam-se…
- Em uma atividade de laboratório sobre o controle da acidez de efluentes, uma estudante mistura 50,0 mL de uma solução…
- Em uma aula prática sobre o controle da acidez de efluentes, uma equipe analisou a mistura de uma solução de ácido…
- Uma solução tampão contém 0,10 mol·L?¹ de ácido acético (CH3COOH, Ka = 1,8×10?5) e 0,10 mol·L?¹ de acetato de sódio…
- Em 1,0 L de solução há 0,100 mol de CH3COOH (Ka = 1,8×10-5) e 0,050 mol de CH3COONa. Usando Henderson–Hasselbalch (pKa =…
- Um ateliê em Belo Horizonte prepara 500 mL de tampão acetato: [CH3COOH]=0,100 M e [CH3COO-]=0,100 M. Dado…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog