Trabalho sobre Solução Tampão

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Universidade Federal de Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Solução Tampão
Aluno: Illgner Alves de Souza
Matrícula: 13.1.1365
Engenharia Metalúrgica
Professora: Kelly Alessandra da Silva Rocha
Disciplina: Química Geral – QUI200 T2
I) Definição de solução tampão
Soluções tampão são aquelas que atenuam a sua variação de pH, o qual mantém aproximadamente com o mesmo valor, mesmo na adição de brandas quantidades de ácido ou de bases.
Uma solução tampão pode ser formada ou por um ácido de natureza fraca e por um sal formado a partir da reação entre este ácido e uma base forte (sal de base forte), ou então por uma base fraca e por um ácido formado pela reação desta base com um ácido forte (sal de ácido forte). A preparação desta solução, de natureza tamponante, pode ser realizada apenas pela dissolução dos produtos em água.
Hoje, o conceito de tampão é aplicado nas diversas áreas do conhecimento. Bioquímicos utilizam tampões devido às propriedades de qualquer sistema biológico ser dependente do pH; além disso, em química analítica e industrial, o controle adequado do pH pode ser essencial na determinação das extensões de reações de precipitação e de eletrodeposição de metais, na efetividade de separações químicas, nas sínteses químicas em geral e no controle de mecanismos de oxidação e reações eletrolíticas.
II) Quais são os fatores que devem ser considerados no preparo de uma solução tampão
Existem dois tipos de solução-tampão:
1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada;
Para a formação de uma solução assim, mistura-se o ácido fraco com um sal do mesmo ânion desse ácido.
2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado.
Esse tipo de solução-tampão é constituído de uma base fraca e um sal solução que contenham o mesmo cátion da base.
III e IV) Exemplos e explicação de como uma solução tampão mantém seu pH
Exemplo 1) Considere uma solução-tampão constituída de ácido acético (H3CCOOH(aq)) e acetato de sódio (H3CCOONa(s)). Veja que ambos possuem o ânion acetato: (H3CCOO-(aq)). A concentração desses íons se deve praticamente à dissociação do sal, que é grande. Já a ionização do ácido é pequena.
Agora observe o que ocorre nas seguintes possibilidades de adição:
Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:
A adição de um ácido forte aumenta a concentração do íon hidrônio, H3O+, e visto que o ácido acético é um ácido fraco, o ânion acetato possui grande afinidade pelo próton H+. Dessa forma, eles reagem e mais ácido acético é formado:
Com isso, o pH do meio praticamente não sofre alteração. No entanto, se for adicionado cada vez mais ácido forte chegará o momento em que todo o ânion acetato será consumido e o efeito tampão cessará.
Adição de uma pequena quantidade de base forte:
A adição de uma base forte aumenta a concentração dos íons OH-. Mas esses íons são neutralizados pelos íons H3O+1 liberados na ionização do ácido acético:
Com essa reação, a concentração dos íons H3O+(aq) irá diminuir e haverá um deslocamento do equilíbrio no sentido de aumentar a ionização do ácido e, com isso, a variação de pH da solução será muito pequena. A concentração dos íons H3O+(aq) será praticamente constante.
Nesse caso também existe uma capacidade limite do tampão. Portanto, se adicionarmos cada vez mais base, o equilíbrio da ionização do ácido será mais e mais deslocado no sentido da sua ionização, até que todo o ácido seja consumido.
Exemplo 2) Considere uma solução-tampão formada por hidróxido de magnésio, MgOH2(aq) (base fraca) e cloreto de magnésio, MgCl2(s) (sal). Ambos contêm o cátion magnésio (Mg2+(aq)). Os íons magnésio presentes no meio são praticamente todos provenientes da dissociação do sal, pois a dissociação da base é fraca:
Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:
Nesse caso, os íons H3O+ vindos da adição do ácido forte serão neutralizados pelos íons OH-, vindos da dissociação da base fraca. Isso deslocará o equilíbrio de dissociação da base para a direita.
Assim, a variação de pH (se houver) será muito pequena, porque a concentração dos íons OH- permanece constante. O efeito tampão irá cessar quando toda a base for dissociada.
Adição de uma pequena quantidade de base forte:
A base forte adicionada sofre dissociação liberando íons OH-. Visto que o hidróxido de magnésio é uma base fraca, o magnésio liberado na dissociação do sal terá maior tendência de reagir com o OH-:
Portanto, o aumento dos íons OH- é compensada pelo aumento proporcional de MgOH2(aq). Com isso o pH não sofre grandes alterações.
Esse efeito acaba quando todo cátion magnésio tiver sido consumido.
Bibliografia:
http://www.infoescola.com/quimica/
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc13/v13a04.pdf/
http://www.brasilescola.com/quimica/, Profª Jennifer Fogaça