Aula II QAGI QUALI 2017 EQN 1S PARTE 3 EST

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2017 
Universidade Federal de São Paulo 
Departamento de Ciências Exatas e da Terra 
-Campus Diadema- 
UNIDADE CURRICULAR 
 QUÍMICA ANALÍTICA GERAL I 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
PROFESSORA RESPONSÁVEL: 
Lucildes Pita Mercuri 
•Aula II (PARTE III). Tampão. 
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 São aquelas soluções “insensíveis” à adição 
de ácido ou base (variam relativamente 
pouco o pH pela adição de um ácido ou uma 
base). As substâncias que constituem os 
tampões agem aos pares ou, menos 
comumente, em grupos, constituindo um 
sistema protetor. 
Solução Tampão 
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Solução Tampão 
Solução Tampão: 
 
Ácido fraco/sal derivado 
 pH < 7 
 
Base fraca/sal derivado 
pH > 7 
 
A adição de: 
 
a) 0,01 mol de HCl, o pH p/ 2 
 
b) 0,01 mol de NaOH, o pH p/ 12 
Enquanto: 
1 L de H2O 
pH = 7 
0,01 mol de HCl ou NaOH 
Então uma solução tampão 
deve conter 2 espécies: 
a) Uma capaz de reagir com H+ 
 
b) Uma capaz de reagir com OH- 
1 L de sangue 
pH = 7,4 
O pH varia de menos 
de 0,1 unidades 
0,01 mol de HCl ou NaOH 
Ex. 
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Exemplo: Solução Tampão de HAc/NaAc 
HAc H+ + Ac- (Ka = 1,75x10
-5 ); 
1 L de HAc 
(0,1 mol/L) 
pH = 2,87 
pH = pKa - log 
[HAc] 
[Ac-] 
 Ka= = 1,75x10
-5 
[Ac-] [H+] [H+]2 = Ka . Ca 
 pH = 2,87 [HAc] 
Ca 
(Conc. inicial 
do ácido) 
no [H+] = [Ac-] 
5 
HAc H+ + Ac- 
NaAc Na+ + Ac- 
Então: Ka= = 1,75x10
-5 
[Ac- + Ac-] [H+] 
[HAc] 
0,1 M 0,1 M 
[Ac-] 
[HAc] 
[H+] = Ka x  -log [H
+] = -log Ka - log 
[Ac-] 
[HAc] 
1 L de HAc/NaAc 
Ambos 0,1 mol/L 
Na mistura de HAc e Ac- em solução temos: 
[Ac-] e, portanto, [H+] e [HAc], então o 
pH deve , independente do que ocorra o 
é restabelecido, porém, o valor de Ka não se 
altera. 
pH = pKa – log = 4,74 - log = 4,74 
[Ac-] 
[HAc] 
0,1 
0,1 
Mistura: HAc/Ac- 
HAc H+ + Ac- (Ka = 1,75x10
-5 ); 
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1 L de 
HAc/NaAc 
Ambos 0,1 M 
pH = 4,74 
adição de 0,01 mol de HCl ou NaOH (sem alteração do volume) 
 No equílibrio : [HAc] = 0,1 + 0,01 = 0,11 mol 
 [Ac-] = 0,1 - 0,01 = 0,09 mol 
pH = pKa – log = 4,74 - log = 4,65 
[Ac-] 
[HAc] 
0,09 
0,11 
HAc H+ + Ac- 
NaAc Na+ + Ac- 
a) adição de HCl: [Ac-] em 0,01mol 
[HAc] em 0,01mol 
(reage com Ac-) 
 No equílibrio : [HAc] = 0,1 - 0,01 = 0,09 mol 
 [Ac-] = 0,1 + 0,01 = 0,11 mol 
[Ac-] 
[HAc] 
pH = pKa – log = 4,74 - log = 4,83 0,11 
0,09 
HAc H+ + Ac- 
NaAc Na+ + Ac- 
b) adição de OH-: [Ac-] em 0,01mol 
[HAc] em 0,01mol (reage com HAc) pH=±0,09 
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APLICAÇÃO 
2 CrO4
2-
 + H
+ 2 HCrO4
- Cr2O7
2- + H2O 
Existe em meio 
básico [CrO4
2-]  Os Cr2O72- são solúveis, 
portanto, se ocorrer 
pptação só pode ser 
cromato CrO4
2- 
Existe em meio 
ácido [CrO4
2-]  
BaCrO4 10
-10 
 
SrCrO4 10
-5 
Ks 
O BaCrO4 para precipitar necessita de uma [CrO4
2-] < do 
que aquela existente em pH 5, enquanto o SrCrO4 não 
precipita nessas condições. Então tamponando-se o meio 
com HAc/Ac- é possível separar quantitativamente o Ba2+ 
do Sr2+. 
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Preparação de Solução Tampão 
 
1) Deve estar presente: Um ácido fraco ou uma base fraca 
 
2) Tampão adequado deve funcionar tanto quanto possível por 
volta do pH desejado. 
 
 
 O pKa do ácido fraco deve estar próximo ao pH do tampão. 
 
 O pKb da base fraca deve estar próximo ao pOH do tampão. 
 Os princípios acima direcionam para a escolha dos 
componentes mais apropriados para um dado sistema tampão, 
porém, ainda devemos determinar a quantidade relativa de cada 
componente a ser usado. 
A expressão da constante do ácido fraco ou da base fraca 
fornece os meios para calcular as concentrações apropriadas. 
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Se: 
Para o tampão ácido, o log [A-]/[HA], determina quanto o 
pH da solução varia a partir de Ka. 
 2) [A-]/[HA] < 1 seu log será negativo e o pH da solução 
será menor do que pKa do ácido fraco. ([HA] > [A
-]). 
 3) [A-]/[HA] > 1 seu log será positivo e o pH da solução 
será maior do que pKa do ácido fraco. ([HA] < [A
-]). 
 1) [A-]/[HA] = 1 , pH = pKa . 
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Três métodos para a preparação de Solução Tampão 
a) Adição da base conjugada ao ácido fraco 
 (ou do ácido conjugado à base fraca) 
 
Misturas apropriada: a.1) ácido fraco e sal derivado; 
 a.2) base fraca e sal derivado 
b) A base (ácido) conjugada(o) pode ser gerada(o) se for adicionado 
uma quantidade adequada(o) de base forte (ácido forte) sobre um 
ácido fraco (base fraca). 
c) O ácido fraco (base fraca) pode ser gerado(a) se for adicionado(a) 
uma quantidade adequada de ácido forte (base forte) sobre a base 
(ácido) conjugada(o). 
Por exemplo: 
NH4OH + H
+ NH4
+ + H2O 
HAc + OH- Ac- + H2O 
Por exemplo: Ac- + H+ HAc NH4
+ + OH- NH4OH ; 
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Eficiência ou condição Tampão 
Eficiência 
doTampão 
f ([espécies] e da relação entre as [ ]s das espécies) 
HAc/NaAc 
(0,1 M / 0,01 M) 
Mais efetivo para 
ação de bases 
NH4OH/NH4
+ 
(0,1 M / 0,01 M) 
Mais efetivo para 
ação de ácidos 
Exemplos: 
Condição: 
a) 0,1 10 
[HA] 
[A-] 
  
b) 0,1 10 
[BOH] 
[B+] 
  
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EXERCÍCIOS: 
1.Tem-se uma solução tampão formada por 0,0428 mol/L 
de um ácido HA (Ka=10
-5) e 0,0285 mol/L do sal de Na 
derivado. Qual o pH dessa solução tampão? 
2.Foram misturados 80 mL de solução aquosa de NaOH 
0,1 mol/L com 200 mL de uma solução 0,1 mol/L do 
ácido HA (Ka=10
-5). Pergunta-se: 
 
(a)Após mistura forma-se uma solução tampão? 
(b) Qual o pH da solução final? 
3.Foram misturados 80 mL de solução aquosa de HCl 0,15 
mol/L com 200 mL de uma solução aquosa 0,1 mol/L de 
NaA (pKa do ácido HA = 5). Pergunta-se: 
 
(a)Após mistura forma-se uma solução tampão? 
(b) Qual o pH da solução final? 
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Para 1L 
tampão é add. 
1 L de NaOH 
(mol/L) 
pH Para 1L 
tampão é 
add. 1 L de 
HCl (mol/L) 
pH 
Tampão 
0,1 M 
Tampão 
1 M 
Tampão 
0,1 M 
Tampão 
1 M 
- 9,25 9,25 - 9,25 9,25 
0,01 9,33 9,25 0,01 9,16 9,24 
0,02 9,42 9,26 0,02 9,07 9,23 
0,05 9,72 9,29 0,05 8,77 9,20 
0,10 11,12 9,33 0,10 5,12 9,16 
0,50 13,30 9,72 0,50 0,70 8,77 
1,00 13,65 11,62 1,00 0,35 4,62 
4. Efeito da adição de ácido ou base sobre o pH de uma solução tampão de 
NH4OH/NH4Cl (0,1M ou 1 M em cada espécie) 
1) Cada solução tampão mantém o valor de pH praticamente constante somente 
até certa quantidade limite de ácido ou base adicionada (capacidade tampão). 
2) Soluções tampão que contém iguais [ ]s da base fraca (ácido fraco) e seu 
sal apresentam máxima capacidade tampão. 
3) A capacidade tampão de uma solução será tanto maior quanto maior for a [ ] 
dos componentes. 
capacidade tampão: é a quantidade limite de um ácido ou 
uma base forte de determinada concentração necessária para 
variar o pH da solução tampão não mais do que 1 unidade. 
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A faixa de pH sobre a qual um tampão resiste a pH pode ser 
definido a partir da condição tampão relacionada com a 
expressão da constante de equilíbrio do ácido fraco ou da base 
fraca: 
pH = pKa + log 
[HA] 
[A-] 
[BOH] 
[B+] 
pOH = pKb + log 
pH = pKa 1 + 
pH = pKa+ log 0,1 
pH = pKa + log 10 
pOH = pKb 1 + 
BOH B+ + OH- Kb = 
[B+] [OH-] 
[BOH] 
pH = 14 - pOH