Solução Tampão

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Solução Tampão
O conceito de pH de uma solução está relacionado ao logarítmo negativo de sua concentração hidrogeniônica, e expressa seu caráter ácido ou básico (soluções ácidas são aquelas em que seu pH está abaixo de sete, soluções básicas são aquelas onde o pH está acima de sete, sendo que a água pura apresenta pH equivalente a sete. Algumas substâncias agem na química de forma que impedem a variação ampla de pH de uma solução, ou seja, adicionando-se ácido ou base à solução, sob certas condições, esta permanecerá com o seu pH inalterado. Tais soluções recebem o nome de soluções tampão.
“O conceito original de ação tamponante surgiu de estudos bioquímicos e da necessidade do controle do pH em diversos aspectos da pesquisa biológica, como por exemplo em estudos com enzimas que têm sua atividade catalítica muito sensível a variações de pH. Neste contexto, em 1900, Fernbach e Hubert, em seus estudos com a enzima amilase, descobriram que uma solução de ácido fosfórico parcialmente neutralizado agia como uma proteção contra mudanças abruptas na acidez e alcalinidade”1.
Assim, soluções tampão são aquelas que atenuam a sua variação de pH, o qual mantem-se 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”.
Um dos sistemas tamponantes orgânicos mais importantes é o que está presente no sangue, o qual permite a manutenção das trocas gasosas sem grande alteração de seu pH, que possui valor de 7,4. O principal responsável pelo tamponamento do sangue está no equilíbrio entre o ácido carbônico e seu íon, o bicarbonato. Este sistema impede variações de pH maiores do que 0,2 unidades, o que traria sérias consequências ao metabolismo caso ocorresse.
Questões:
1. Indique qual alternativa apresenta uma substância que pode ser adicionada a uma solução aquosa de hidróxido de amônio, formando uma solução-tampão de pH alcalino:
a) hidróxido de sódio.
b) hidróxido de cálcio.
c) ácido clorídrico.
d) cloreto de sódio.
e) cloreto de amônio.
2. O pH de uma solução-tampão formada pela mistura de solução com 0,1 mol . L-1 de ácido acético e solução com 0,5 mol . L-1 de acetato de sódio é:
a) 4,45.
b) 4,75.
c) 5,00.
d) 5,45.
e) 5,95.
Dados: Ka do ácido acético = 1,8 . 10-5; log 1,8 = 0,25 e log 5 = 0,7.
4. (UFSCar-SP) O pH do sangue humano de um indivíduo saudável situa-se na faixa de 7,35 a 7,45. Para manter essa faixa de pH, o organismo utiliza vários tampões, sendo que o principal tampão do plasma sanguíneo consiste de ácido carbônico e íon bicarbonato. A concentração de íons bicarbonato é aproximadamente vinte vezes maior que a concentração de ácido carbônico, com a maior parte do ácido na forma de CO dissolvido. O equilíbrio químico desse tampão pode ser representado pela equação:
CO2(g) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq) ↔ H+(aq) + HCO-3(aq)
Analise as afirmações seguintes:
I. Quando uma pequena quantidade de base entra em contato com uma solução-tampão, os íons hidróxido reagem com o ácido do tampão, não alterando praticamente o pH dessa solução.
II. Quando a concentração de íons bicarbonato no sangue aumenta, o pH também aumenta.
III. Quando a concentração de CO2 no sangue aumenta, o pH diminui.
São corretas as afirmações:
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) I e II, apenas.
e) I, II e III.
5. (UFMG) Considere duas soluções aquosas diluídas, I e II, ambas de pH = 5,0. A solução I é um tampão e a solução II não.
Um béquer contém 100 mL da solução I e um segundo béquer contém 100 mL da solução II. A cada uma dessas soluções, adicionam-se 10 mL de NaOH aquoso concentrado. 
Assinale a alternativa que apresenta corretamente as variações de pH das soluções I e II após a adição de NaOH (aq).
a) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será menor do que o de II.
b) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será maior do que o de II.
c) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será igual ao de II.
d) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será igual ao de II.