Resumo Química Analítica - Preparo de Solução Tampão com Concentração Conhecida

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Preparo de solução
tampão com concentração
conhecida
a)
Vf= 250,00 mL
pH= 11,0 (então é básico) (pOH=3)
Cf= 0,100 mol/L
NH3 1,2 mol/L (pKb= 4,76)
NH4Cl 0,8 mol/L4
formado por mistura direta
incógnitas: volume de base e volume de sal
STB: pOH = pKb + log [sal]/[base]
razão sal/base:
[sal] = = 0,0174103−4,76
[base] não esquecer de cortar VT com VT
[sal]= CsVs/VT [base]=CbVb/VT
CsVs = 0,0174
CbVb
[NH4Cl]= 0,0174
[NH3]
[NH4Cl]= 0,0174 [NH3]
usa a concentração acima para substituir na
relação abaixo:
Cf=0,100=[NH3] + [NH4Cl]*
[NH3] + 0,0174[NH3] = 0,100
[NH3]= 0,100 = 0,098289 = 0,0983 mol/L
1,0174
*quando eu digo que Cf= 0,100 signi�ca
dizer que a soma das concentrações das
espécies que formam o tampão é igual a
0,100
podemos calcular a concentração de NH4Cl
de duas formas:
● [NH4Cl]= 0,1 - 0,0983=
0,00171 mol/L
● [NH4Cl]= 0,0174 x 0,0983=
0,00171mol/L
[NH4Cl]= sal = CsVs/ VT
0,00171 = 0,8 . Vs / 250
Vs= 0,00171 . 250
0,8
Vs= 0,534 mL
[NH3]= base = CbVb/ VT
0,0983 = 1,2 . Vb / 250
Vb= 0,0983 . 250
1,2
Vb= 20,5 mL
VH2O= 250-(20,5+0,534)
VH2O= 229 mL
VT ≠ Vs + Vb
VT é diferente de Vs+Vb pois precisa adicionar
H2O
VH2O= VT - (Vs + Vb)
Então, para preparar esse tampão: 20,5 mL
de uma solução de NH3 com concentração
1,2 mol/L para preparar 250 mL de uma
solução de NH3 com concentração 0,0983
mol/L (diluição) + 0,534 mL de NH4Cl com
concentração 0,8 mol/L para preparar 250
mL de uma solução de NH4Cl com
concentração 0,00171 mol/L (diluição),
utilizando 229 mL de H2O
b)
Vf= 1000,00 mL
pH= 10,8 (então é básico) (pOH=3,2)
Cf= 0,150 mol/L
NH3 2 mol/L (pKb= 4,76)
NH4Cl (s) (MM= 53,5g/mol)
formado por mistura direta
incógnitas: volume de base e massa do sal
STB: pOH = pKb + log [sal]/[base]
razão sal/base:
[sal] = = 0,0275103,2−4,76
[base] não esquecer de cortar VT com VT
[sal]= CsVs/VT [base]=CbVb/VT
CsVs = 0,0275
CbVb
[NH4Cl]= 0,0275
[NH3]
[NH4Cl]= 0,0275 [NH3]
usa a concentração acima para substituir na
relação abaixo:
Cf=0,150 =[NH3] + [NH4Cl]
[NH3] +0,0275[NH3] = 0,150
[NH3]= 0,150 = 0,14598540 = 0,146 mol/L
1,0275
calcular a concentração de NH4Cl :
● [NH4Cl]= razão sal/base x [NH3] =
0,0275 x 0,146= 0,00401 mol/L
[NH4Cl]= sal = CsVs/ VT
0,00401 = mmolsal / 1000
mmolsal= 0,00401 x 1000
mmolsal= 4,01 mmols
1000 mmol = 53,5g (massa molar)
4,01 mmol = x
x= 53,5 . 4,01 = 0,214535 = 0,214g NH4Cl
1000 massa em gramas
volume de água:
VH2O= VT - (Vs + Vb)
VH2O= 1000-(0+73)
VH2O= 927 mL
[NH3]= base = CbVb/ VT
0,146 = 2 . Vb / 1000
Vb= 0,146 . 1000
2
Vb= 73 mL
c)
Vf= 1000,00 mL
pH= 4,5
Cf= 0,100 mol/L
HAc 2 mol/L (pKa=4,76)
NaAc 1,2 mol/L
formado por mistura direta
[HAc] + [NaAc] = Cf= 0,100 mol/L
incógnitas: volume de ácido e volume de sal
razão sal/ácido:
[NaAc]= = =10𝑝𝐻−𝑝𝐾𝑎 104,5−4,76 10−0,26
[HAc]
=> [NaAc]=0,550[HAc]
usa a concentração acima para substituir na
relação abaixo:
Cf=0,100=[HAc] + [NaAc]
1 [HAc] + 0,550 [HAc]= 0,100
[HAc] = 0,100 / 1,550 = 0,0645 mol/L
[NaAc]= 0,550 x 0,0645 = 0,0355 mol/L
0,0645 + 0,0355 = 0,100
[HAc]= nmmols ácido / volume total
[NaAc]= nmmols sal / volume total
calcular a concentração de HAc :
● [HAc]: CaVa/ VT
Va= [HAc] . VT = 0,0645 x 1000
Ca da sol. estoque 2
Va= 32,3 mL
calcular a concentração de NaAc :
● [NaAc]: CsVs/ VT
Vs= [NaAc] . VT = 0,0355 x 1000
Cs da sol. estoque 1,2
Vs= 29,6 mL
Va + Vs = 32,3 + 29,6 = 61,9 mL
Nesse caso, Va + Vs é diferente de VT,
então temos que calcular o VH2O para
chegar o VT
VH2O= 1000 - 61,9 = 938,1 mL
Nota: ex:
Va= [HAc] . VT = 0,0645 x 1000
Ca da sol. estoque 2
Va= 0,0645 x 1000 diluído
2 estoque
estoque = concentrado
d)
Vf= 500,00 mL
pH= 4,85 (então é????)
Cf= 0,120 mol/L
HAc 1,8 mol/L (pKa=4,76)
NaOH 1,3 mol/L
formado por reação
incógnitas: volume de ácido e volume de base
HAc + NaOH = NaAc + H2O
CaVa CbVb 0
-CbVb -CbVb +CbVb
CaVa-CbVb 0 CbVb
[base] no tampão= CaVa-CbVb
VT
[sal] formado = CbVb = CsVs
VT VT
[HAc] + [NaAc] = Cf= 0,120 mol/L
razão sal/ácido:
[NaAc]= = =10𝑝𝐻−𝑝𝐾𝑎 104,85−4,76 100,09
[HAc]
=> [NaAc]= 1,23 [HAc]
Nota: para ser uma solução tampão, precisa
haver excesso de ácido que, junto ao sal,
formará o tampão. toda a base deverá ser
consumida para virar sal.
1 [HAc] + 1,23[HAc]= 0,120
[HAc] = 0,120 / 2,23 = 0,0538 mol/L
[NaAc]= 1,23 x 0,0538 = 0,0662 mol/L
0,0538 + 0,0662 = 0,120
calcular a concentração de HAc :
● [HAc]: CaVa-CbVb/ VT
Va= [HAc] . VT =
Ca da sol. estoque
Va= (0,0538 x 500)+(1,3x25,5)
1,8
Va= 33,4 mL
calcular a concentração de NaAc :
● [NaAc]: CsVs/ VT
Vb= [NaAc] . VT = 0,0662 x 500
Cb da sol. estoque 1,3
Vb= 25,5 mL
VH2O= 500 - (33,4+25,5)= 441,1 mL