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F R E N T E 3 217 0,020 mol/L de sulfato e 0,030 mol/L de cromato, o único cátion sendo de sódio. Continuando esta adição, o que pode precipitar primeiro: PbSO4(c) ou PbCrO4(c)? Ou irá aparecer uma mistura destes dois sólidos? Neste último caso, qual a proporção de cada um dos sais precipitados? 94 UFG 2012 Soluções tampão são utilizadas para evitar uma variação brusca de pH e são constituídas por um ácido fraco (ou uma base fraca) e o sal do seu par con- jugado. Para produzir uma solução tampão, deve-se misturar: A CH3COOH e H2SO4 B NH4OH e KOH C CH3COOH e CH3COONa KOH e NaCl E HCl e KOH 95 Unesp O sangue humano apresenta pH próximo a 7,4. Valores de pH abaixo ou acima desse valor indicam aci dose ou alcalose do sangue. Para manter o pH na faixa adequada, o sangue comporta-se como uma solução- -tampão. Dos equilíbrios químicos representados abaixo, representa o sistema presente no plasma sanguíneo: A + +− −� HCO (aq) H O( ) H CO (aq) OH (aq) 3 2 2 3 B ++ −H CO (aq) 2H (aq) CO (aq) 2 3 3 2 C + +− − −� CO (aq) H O( ) HCO (aq) OH (aq) 3 2 2 3 + +− +� CO (aq) H O( ) HCO (aq) H (aq) 2 2 3 E +− − +HCO (aq) CO (aq) H (aq) 3 3 2 96 Uerj 2016 Soluções-tampão são sistemas nos quais ocor rem variações desprezíveis de pH, quando recebem a adição de pequenas quantidades de ácidos ou de bases. Considere estes compostos para o preparo de uma solução-tampão: • HCl • NaCl • NH4Cl • NaOH • NH4OH Indique, dentre os compostos disponíveis, os dois es- colhidos para o preparo da solução-tampão. Considere, agora, a adição de uma solução aquosa de Ca(OH)2, completamente dissociado, na concen tração de 0,005 mol ∙ L–1, a 25 ºC à solução-tampão preparada. Calcule o pH inicial da solução de Ca(OH)2 e apresente a equação química que demonstra não haver aumento do pH da solução-tampão com a adi- ção da solução de Ca(OH)2. 97 Uema 2016 Um sistema tampão mantém um pH quase constante porque neutraliza pequenas quantidades de ácido ou base adicionadas à solução. No nosso corpo, o pH é mantido em torno de 7,4 por vários pares de tampões que impedem a acidose (pH sanguí- neo abaixo de 7,35) como também a alcalose (pH acima de 7,45), pois a morte pode resultar de aumentos ou de diminuições relativamente pequenas de pH. Os principais sistemas tampão do sangue consistem de ácido carbônico (H2CO3) e íon hidrogenocarbonato ( −HCO 3 ) que atuam, conforme o seguinte esquema: Pulmões CO₂ (g) OH– H+ CO₂ (aq) H₂CO₃ (aq) + H₂O – H₂O H+ + HCO₃ Plasma sanguíneo – a) Com base no esquema, explique por meio de rea- ção química, o que ocorre com a concentração de CO2 no sangue, ao se adicionarem íons H +. b) As concentrações dos principais sistemas tampo- nantes do sangue devem estar em equilíbrio, para que o pH do sangue fique dentro dos limites normais. Explique, por meio de reação química, o que ocor- re ao equilíbrio quando uma base entra no sangue. 98 UFG O ácido acetil-salicílico (AAS) é um ácido fraco com a seguinte fórmula estrutural plana: O O O OH C C CH₃ O AAS é absorvido pelo organismo em sua forma iôni ca. Essa absorção é dicultada pelo pH do estômago. Os melhores medicamentos que contêm AAS são aqueles conhecidos como “tamponados”, ou seja, a eles são adicionados substâncias, como o carbonato de magnésio, que alteram o pH. a) Explique por que a absorção do AAS é dificultada pelo pH do estômago. Justifique utilizando equa- ções químicas. b) Explique por que o termo “tamponado” não está adequadamente utilizado para descrever o medi- camento em questão. 99 UFF 2012 As soluções tampão apresentam a notável propriedade de resistir a uma modificação de pH por efeito de diluição ou adição de pequenas quantida- des de ácidos ou bases fortes. As soluções tampão têm uma enorme importância, pois elas servem para preparar soluções com pH definido ou para manter o pH em torno de um valor desejado. Suponha uma solução tampão obtida pela mistura de acetato de potássio e ácido acético. Ambos na con- centração de 1,0 mol/L. Considere que para esse caso o valor de Ka é 1,0 ⋅ 10 –5 e Kw = 1,0 ⋅ 10 14. QUÍMICA Capítulo 6 Equilíbrio químico II218 Pode-se afirmar que, após adição de 5,0 mL de NaOH 1,0 mol/L a 10,0 mL do tampão, o pH da solução resultante A é igual ao valor do pKa. b é igual ao valor do pKb. C é maior do que o valor do pKb. d é a metade do valor do pKa. e é maior do que o valor do pKa. 100 UFU 2011 Pessoas que passam por tratamento quimio- terápico e radioterápico têm um grande desconforto causado pela baixa salivação (xerostomia). Uma solu- ção para isso é encontrada pelo uso da saliva artificial que nada mais é do que um lubrificante oral, cuja fi nalidade é garantir que o funcionamento da cavidade oral continue estável. Na saliva o sistema tampão mais importante é o sistema ácido carbônico/bicarbonato. A concentração do íon bicarbonato depende for- temente do fluxo salivar e a termodinâmica desse sistema é complicada pelo fato de envolver o gás carbônico dissolvido na saliva. O equilíbrio completo simplificado (no qual a enzima anidrase carbônica, que está presente na saliva, catalisa a reação, formando dióxido de carbono do ácido carbônico e vice-versa) pode ser escrito da seguinte forma: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) + + +− + � � 1) CO g H O H CO (aq) 2) H CO aq H O HCO aq H O aq 2 2 2 3 2 3 2 3 3 A partir do texto e de seus conhecimentos de química, assinale a alternativa INCORRETA. A O aumento da concentração do ácido carbônico na reação 1 causará maior saída de dióxido de carbo- no da saliva. b A redução da quantidade de água na reação 2 faci- lita o aumento da concentração de íon bicarbonato. C A solução tampão representada pelas reações mantém o pH, praticamente, inalterado. d O equilíbrio químico da primeira equação pode ser escrito por = k H CO CO H O e 2 3 2 2 . 101 Unifesp O pH do plasma sanguíneo, em condições normais, varia de 7,35 a 7,45 e é mantido nesta fai- xa principalmente devido à ação tamponante do sistema H2CO3 / − HCO 3 , cujo equilíbrio pode ser re- presentado por: CO2 + H2O H2CO3 H + + −HCO 3 Em determinadas circunstâncias, o pH do plasma pode sair dessa faixa. Nas circunstâncias: I. histeria, ansiedade ou choro prolongado, que provocam respiração rápida e profunda (hiper- ventilação); II. confinamento de um indivíduo em um espaço pe- queno e fechado; III administração endovenosa de uma solução de bi carbonato de sódio, A situação que melhor representa o que ocorre com o pH do plasma, em relação à faixa normal, é: I II III A diminui diminui diminui b diminui aumenta aumenta C diminui aumenta diminui d aumenta diminui aumenta e aumenta aumenta diminui 102 ITA Considere as soluções aquosas obtidas pela dis solução das seguintes quantidades de solutos em um 1 L de água: I. 1 mol de acetato de sódio e 1 mol de ácido acético. II. 2 mols de amônia e 1 mol de ácido clorídrico. III. 2 mols de ácido acético e 1 mol de hidróxido de sódio. VI. 1 mol de hidróxido de sódio e 1 mol de ácido clorí- drico. V. 1 mol de hidróxido de amônio e 1 mol de ácido acético. Das soluções obtidas, apresentam efeito tamponante A apenas I e V. b apenas I, II e III. C apenas I, II, III e V d apenas III, IV e V. e apenas IV e V. 103 Enem PPL 2016 As águas dos oceanos apresentam uma alta concentração de íons e pH entre 8,0 e 8,3. Dentre esses íons, estão em equilíbrio as espécies carbonato ( −CO 3 2 ) e bicarbonato ( −HCO 3 ), representa- do pela equação química: +− − +HCO (aq) CO (aq) H (aq) 3 3 2 As águas dos rios, ao contrário, apresentam concen- trações muito baixas de íons e substâncias básicas, com um pH em torno de 6. A alteração signicativa do pH das águas dos rios e oceanos pode mudar suas composições químicas, por precipitação de espécies dissolvidas ou redissolução de espécies presentes nos sólidos suspensos ou nos sedimentos. A composição dos oceanos é menos afetada pelo lan- çamento de euentes ácidos, pois os oceanos A contêm grande quantidadede cloreto de sódio. b contêm um volume de água pura menor que o dos rios. C possuem pH ácido, não sendo afetados pela adi- ção de outros ácidos. d têm a formação dos íons carbonato favorecida pela adição de ácido. e apresentam um equilíbrio entre os íons carbonato e bicarbonato, que atuam como sistema-tampão. F R E N T E 3 219 104 UEL 2011 As soluções-tampão desempenham um papel importante em muitos processos químicos e biológicos. Por exemplo, o plasma sanguíneo é uma solução-tam- pão eficiente em um meio no qual uma variação maior que 0,2 unidade de pH pode ocasionar a morte. Considere as armativas a seguir. I. A dissolução do ácido em água para a prepara ção de uma solução tampão apresenta constante de ionização igual a 1. II. Um exemplo de solução-tampão é aquela que contém uma base fraca e um sal derivado desta base fraca. III. Adicionando-se quantidades molares semelhan tes de ácido acético e de acetato de sódio à água, obtém-se uma solução tampão. IV. A solução-tampão resiste a variações de pH, quando se adicionam pequenas quantidades de um ácido ou de uma base. Assinale a alternativa correta. A Somente as afirmativas I e II são corretas. B Somente as afirmativas I e IV são corretas. C Somente as afirmativas III e IV são corretas. Somente as afirmativas I, II e III são corretas. E Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 105 Unirio Uma solução-tampão é preparada a partir de 6,4 g de NH4NO3 e 0,10 L de solução aquosa 0,080 mol/L de NH4OH. Sendo assim, determine: Dados: (H = 1; N = 14; O = 16) a) o pH desta solução; b) o pH após adição de 700 mL de água destilada à solução-tampão, justificando com os cálculos. Dados: Kb = 1,8 ⋅ 10 –5 ; log 1,8 = 0,26 106 UEPG 2013 Uma solução tampão contém 0,1 mol/L de CH3COOH e 0,1 mol/L de CH3COONa. Considerando- -se que a constante de ionização do ácido acético é igual a Ka = 10 –5, assinale o que for correto com relação a essa solução. 01 O pH dessa solução tampão é igual a 5. 02 A adição de 0,1 mL de solução aquosa de HCl 0,1 mol/L em 200 mL da solução tampão irá ocasionar uma variação significativa no pH do sistema. 04 Adicionando-se HCl a essa solução, os íons H+ se- rão consumidos segundo a seguinte reação: CH3COONa(aq) + HCl(aq) → CH3COOH(aq) + + NaCl(aq). 08 Variando-se as concentrações de ambos, CH3COOH e CH3COONa, para 0,2 mol/L, o pH da solução tampão irá variar. 16 Adicionando-se NaOH a essa solução, o pH não irá variar significativamente, pois as hidroxilas adi- cionadas serão consumidas pelas moléculas não ionizadas de CH3COOH. Soma: 107 UFG Um fator importante a ser controlado em uma pis- cina é o pH da água. Para evitar mudanças bruscas nesse valor, utiliza-se um sistema “tampão”. Qual o par adequado para a preparação de uma so lução tampão? A Al2Cl6 e NaHCO3 B Al2Cl6 e Al(OH)3 C Al2SO4 e Al2Cl6 Na2CO3 e Al2(CO3)3 E Na2CO3 e NaHCO3 108 ITA Uma solução aquosa foi preparada em um balão volumétrico de capacidade igual a 1 L, adicionando se uma massa correspondente a 0,05 mol de dihidroge- nofosfato de potássio (KH2PO4) sólido a 300 mL de uma solução aquosa de hidróxido de potássio (KOH) 0,1 mol L 1 e completando-se o volume do balão com água destilada. Dado eventualmente necessário: pKa = – log Ka = 7,2, em que Ka = constante de dissociação do H2PO4 – em água a 25 ºC a) Escreva a equação química referente à reação que ocorre no balão quando da adição do KH2PO4 à solução de KOH. b) Determine o pH da solução aquosa preparada, mostrando os cálculos realizados. c) O que ocorre com o pH da solução preparada (Aumenta? Diminui? Não altera?) quando a 100 mL desta solução for adicionado 1 mL de solução aquosa de HCl 0,1 mol L–1? Justifique sua resposta d) O que ocorre com o pH da solução preparada (Aumenta? Diminui? Não altera?) quando a 100 mL desta solução for adicionado 1 mL de solução aquosa de KOH 0,1 mol L 1? Justifique sua resposta. 109 UEL 2012 Soluções-tampão são soluções que resistem à mudança no pH quando ácidos ou bases são adicionados ou quando ocorre diluição. Estas soluções são particu- larmente importantes em processos bioquímicos, pois muitos sistemas biológicos dependem do pH. Cita-se, por exemplo, a dependência do pH na taxa de clivagem da ligação amida do aminoácido tripisina pela enzima quimo- tripisina, em que a alteração em uma unidade de pH 8 (pH ótimo) para 7 resulta numa redução em 50 % na ação enzimática. Para que a solução-tampão tenha ação tampo- nante significativa, é preciso ter quantidades comparáveis de ácido e base conjugados. Em um laboratório de Quí- mica, uma solução-tampão foi preparada pela mistura de 0,50 L de ácido etanoico (CH3COOH) 0,20 mol ⋅ L –1 com 0,50 L de hidróxido de sódio (NaOH) 0,10 mol ⋅ L–1. Dado: pKa do ácido etanoico = 4,75 e log 0,666 = = –0,1765 a) Determine o pH da solução-tampão. b) Determine o pH da solução-tampão após a adição de 0,01 mol de NaOH em 1,00 L da solução preparada. Apresente os cálculos realizados na resolução da questão.