Escala de pH e pOH soluções tampão AULAS 59 E 60

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QUÍMICA
F B O N L I N E . C O M . B R
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Professor(a): Antonino Fontenele
assunto: equilíbrio iônico – Solução tAmpão
frente: químicA ii
014.973 – 140292/19
AULAS 59 E 60
EAD – ITA/IME
Resumo Teórico
O que é uma solução-tampão 
e para que serve?
Definição
Uma solução tamponada é aquela capaz de manter o pH da 
solução praticamente constante, mesmo após a adição de pequenas 
quantidades de ácido ou base.
Preparação
É formada pela mistura de ácido fraco (por exemplo, HCN) com a 
base conjugada desse ácido (por exemplo, o cianeto proveniente no NaCN).
Outros exemplos:
CH
3
COOH / CH
3
COO–
NH
3
 / NH+
4
H
2
CO
3
 / HCO–
3
Funcionamento
Veja também o funcionamento do tampão HCN/CN– em relação 
à adição de:
• Ácido forte (meio rico em H
3
O+, como HNO
3
): a base conjugada 
CN– atua como receptor de prótons:
H
3
O+ + CN– → HCN + H
2
O
• Base forte (meio rico em OH–, com NaOH): o ácido HCN atua como 
doador de prótons:
OH– + HCN → H
2
O + CN–
Cálculo do pH (dedução da equação de 
Henderson – Hasselbach)
Exercícios
01. (FCM-PB) Soluções tampões são bastante utilizadas em 
laboratórios de química, de bioquímica e de alimentos, por 
evitar grandes alterações do pH do meio reacional. Num 
laboratório, um estudante encontrou na prateleira soluções 
aquosas de: NaNO
3
, NH
4
NO
3
, NaCl, NaOH, HNO
3
, NH
4
OH. Quais 
soluções ao serem misturadas, em proporção estequiométrica, 
podem formar uma solução tampão? 
A) NaNO
3
 e HNO
3
. B) NH
4
NO
3
 e NH
4
OH. 
C) NaCl e NaOH. D) NaOH e NaNO
3
. 
E) NaCl e HNO
3
.
02. (Enem) 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
), representado 
pela equação química:
HCO– 
3 (aq)
  CO2– 
3(aq)
 + H+
(aq)
 As águas dos rios, ao contrário, apresentam concentrações muito 
baixas de íons e substâncias básicas, com um pH em torno de 6. 
A alteração significativa 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 lançamento de 
efluentes ácidos, pois os oceanos
A) contêm grande quantidade de cloreto de sódio.
B) contêm um volume de água pura menor que o dos rios.
C) possuem pH ácido, não sendo afetados pela adição 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.
03. (UFV) Numa solução aquosa de ácido acético, H
3
CCOOH, 
representada por HOAc, de 1,00 mol ⋅ L–1, ocorre equilíbrio:
HOAc
(l) + H2O(l)  H3O
1+
(aq)
 + OAc1–
(aq)
Esse equi l íbr io apresenta a constante de ionização 
K
a
 = 1,85 ⋅ 10–5 mol ⋅ L–1. Se a essa solução adicionarmos alguns 
cristais de acetato de sódio (NaOAc) sólido, é correto afirmar 
que haverá
A) uma diminuição do valor de K
a
 na razão direta da adição dos 
cristais.
B) um aumento do valor de K
a
 na razão direta da adição dos 
cristais.
C) um deslocamento do equilíbrio, aumentando a concentração 
dos íons H
3
O1+
(aq)
.
D) um deslocamento do equilíbrio, diminuindo a concentração 
dos íons H
3
O1+
(aq)
.
E) a manutenção da concentração dos íons H
3
O1+
(aq)
.
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Módulo de estudo
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04. Qual(ais) combinações de iguais volumes de soluções resultam 
em soluções-tampão?
I. 0,1M de HCl e 0,1M de NH
3
;
II. 0,1M de HNO
2
 e 0,05M de NaOH;
III. 0,05M de HNO
2
 e 0,05M de NH
3
.
A) I somente. B) II somente.
C) III somente. D) I e II somente.
E) II e III somente.
05. (UFC) De acordo com os resultados de uma pesquisa, publicados 
em 1993, as aspirinas tamponadas apresentam em sua 
composição, geralmente, carbonato de magnésio (MgCO
3
), 
que tem a capacidade de atuar apenas como antiácido. Sob o 
rigor conceitual científico, entretanto, as denominadas aspirinas 
tamponadas são muito mais uma ilusão comercial do que 
realidade. Observe o equilíbrio abaixo:
CO2–
3(aq)
 + H+
(aq)
  HCO–
3(aq)
Sabendo que os valores das constantes de dissociação ácida (K
a
) 
e de protonação da base (K
b
) considerada são, respectivamente, 
5,6 · 10–11 e 2,1 · 10–4, assinale a alternativa que justifica a 
utilização do composto MgCO
3
 como antiácido no meio estomacal 
(solução ácida, pH ≈ 2,7). 
A) Os íons OH–, originários da reação de dissociação da água 
no meio estomacal, neutralizam completamente os íons H+ 
deixando o pH neutro. Assim, para reduzir a acidez estomacal, 
é necessário apenas a ingestão de água.
B) O sal MgCO
3
 poderia compor uma solução-tampão, caso 
o ácido presente no estômago fosse o HCO–
3
. Assim, a 
capacidade desse sal de atuar como antiácido deve-se apenas 
ao fato de que Ka << Kb.
C) Como o valor de Ka << Kb, tem-se que a reação predominante 
no meio estomacal é a reação de dissociação do ácido HCO–
3
. 
Nesse caso, a ingestão de MgCO
3
 aumentará a sensação de 
acidez estomacal.
D) A elevada concentração de íons H+ no estômago desloca o 
equilíbrio da reação de protonação da base para a esquerda, 
reduzindo o pOH do meio.
E) A ação antiácida do carbonato de magnésio seria mais eficaz, 
caso a constante de dissociação ácida, K
a
 fosse bem maior que 
a de protonação da base, K
b
.
06. Uma solução de um monoácido fraco, cuja constante de ionização, 
K = 2 · 10–5, deve ser misturada a uma outra solução de um sal 
desse monoácido para preparar uma solução-tampão de pH = 6. 
A razão entre as concentrações do ácido e do sal é
A) 1/3 B) 1/5
C) 1/6 D) 1/10
E) 1/20
07. (Uerj) Um dos sistemas que contribuem para o tamponamento 
do sangue é constituído pelas substâncias H
2
CO
3
 e NaHCO
3
. As 
equações químicas a seguir representam os equilíbrios dessas 
substâncias no sangue.
H
2
CO
3(aq)
  CO
2(g)
 + H
2
O
(l)
NaHCO
3(aq)
  HCO–
3(aq)
 + Na+
(aq)
Considere o pH fisiológico e o pK
a
 iguais a 7,4 e 6,1, respectivamente. Para 
que esse pH seja mantido, a razão [HCO– 
3
]/[H
2
CO
3
] deverá ser igual a
A) 0,1 
B) 2,5
C) 10,0 
D) 20,0
08. (UPE) Tem-se um litro de um tampão ácido de pH = 5,0. 
Sabe-se que a constante de dissociação ácida é 1,0 · 10–4.
É correto afirmar que
A) o tampão foi preparado com quantidades equimolares de ácido e sal.
B) a quantidade de mols de sal no tampão é 100 vezes maior que 
a de ácido.
C) a quantidade de mols do sal no tampão é 10 vezes maior que 
a de ácido.
D) o número de mols do ácido é 100 vezes menor que o de sal.
E) a quantidade em mols do ácido é 10 vezes maior que a de sal.
09. (ITA) Quatro copos (I, II, III e IV) contêm, respectivamente, 
soluções aquosas de misturas de substâncias nas concentrações 
especificadas a seguir.
I. Acetato de sódio 0,1 mol · L–1 + Cloreto de sódio 0,1 mol · L–1;
II. Ácido acético 0,1 mol · L–1 + Acetato de sódio 0,1 mol · L–1;
III. Ácido acético 0,1 mol · L–1 + Cloreto de sódio 0,1 mol · L–1;
IV. Ácido acético 0,1 mol · L–1 + Hidróxido de amônio 0,1 mol · L–1.
Para uma mesma temperatura, qual dever ser a sequência correta 
do pH das soluções contidas nos respectivos copos?
Dados eventualmente necessários:
Constante de dissociação do ácido acético em água a 25 °C: 
K
a
 = 1,8 · 10–5.
Constante de dissociação do hidróxido de amônio em água a 
25 °C : K
b
 = 1,8 · 10–5.
A) pHI > pHIV > pHII > pHIII 
B) pHI = pHIV > pHIII > pHII
C) pHII = pHIII > pHI > pHIV 
D) pHIII > pHI > pHII > pHIV
E) pHIII > pHI > pHIV > pHII
10. (Unitau-SP) Soluções tampões são normalmente constituídas 
de um ácido fraco e o sal do ácido fraco ou de uma base fraca 
e o sal da base conjugada. Esse tipo de composição faz com 
que as soluções resistam a grandes mudanças de pH. O tampão 
acetato é muito utilizado em estudos de química biológica, 
sendo constituído normalmente de uma mistura de ácido 
acético e acetato de sódio. Considerandouma solução na qual 
as concentrações ácido acético e acetato de sódio são idênticas, 
bem como o pKa 4,74 desse tampão, podemos afirmar que o 
pH da solução estará entre
A) 2 e 3 
B) 3 e 4
C) 4 e 5 
D) 5 e 6
E) 6 e 7
11. (UFG) Alguns princípios ativos de medicamentos são bases 
fracas e, para serem absorvidos pelo organismo humano, 
obedecem, como um dos parâmetros, a equação de 
Henderson-Hasselbach. Essa equação determina a razão 
molar entre forma protonada e não protonada do princípio 
ativo, dependendo do pH do meio. A forma não protonada 
é aquela que tem maior capacidade de atravessar as 
membranas celulares durante o processo de absorção. 
A equação de Henderson-Hasselbach adaptada para bases 
fracas é representada a seguir.
log10
protonada
n o protonada
pka pH
[ ]
[ ] = −ã
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Módulo de estudo
12. A indústria alimentícia emprega várias substâncias químicas 
para conservar os alimentos. Um exemplo disso é o sorbato 
de potássio (massa molar 150 g/mol), proveniente do ácido 
sórbico, (monoprótico, com ka = 2 · 10–5, e massa molar 
110 g/mol), usado na fabricação de queijos. Na intenção de 
preparar 1 litro de uma solução de sorbato de potássio 0,2 mol/L, 
um técnico se enganou e utilizou quantidades de sorbato de 
potássio e de ácido sórbico, que, somadas as massas, equivaliam 
à quantidade em gramas que deveria ser utilizada do sal somente. 
Sabendo que o pH da solução alcançou o valor 5,0, determine a 
massa de ácido sórbico adicionada por engano.
Dado: log2 = 0,30
A) 8,05 g 
B) 13,65 g
C) 17,25 g 
D) 21,95 g
E) 30,0 g
13. Que volume de HCl 6,0M se deve adicionar a 1000 mL de acetato 
de sódio, NaCH
3
COO, 0,10M, para se obter uma solução com 
pH = 4,34?
Dados: k
a
 = 1,8 · 10–5 e pk
a
 = 4,74; 100,6 = 4
14. (UPE) Adicionando-se a 1,0 L de um tampão, constituído por ácido 
acético e acetato de sódio, contendo 0,30 mol de sal e 0,30 mol 
de ácido, uma quantidade de hidróxido sódio sólido, provocou-se 
um aumento de 0,30 no pH do tampão.
Adicionando-se a mesma quantidade de hidróxido de sódio 
a 1,0 L de água destilada a 25 ºC, o pH da solução alcalina 
será igual a
K
a
 = 1,8 · 10–5, log 2 = 0,30 e log 1,8 = 0,26.
A) 8,5 
B) 12,5
C) 13,0 
D) 10,8
E) 11,5
15. (UPE) Dispõe-se de 1,0 L de solução de acetato de sódio contendo 
1 mol/L. A massa de ácido clorídrico que se deve adicionar à 
solução de acetato de sódio para que seu pH seja igual a 5,34 é
Dados: m
a
(H) = 1u; m
a
 (Cl) = 35,5u;
log 1,8 = 0,26; 100,6 = 4; K
a
 = 1,8 · 10–5
A) 36,5 g 
B) 73,0 g
C) 7,30 g 
D) 0,20 g
E) 3,65 g
16. (AFBJ) Quantos gramas de HCl gasoso devem ser adicionados 
a 1,0 L de uma solução contendo ácido acético 0,10 M e acetato 
de sódio 0,10 M , a fim de formar uma solução com pH = 4,0?
Dados: ka = 2 · 10–5; log2 = 0,3; log5 = 0,7
Massa molar de HCl = 36 g/mol
17. Quais volumes, em mL, das soluções 0,2 M de NaNO
2
 e 0,2 M 
de HNO
2
 (ka = 4 ⋅ 10–4), são necessários para se obter 500 mL de 
uma solução-tampão de pH = 3,0? 
Dado: log2 = 0,3.
18. A respeito do tampão formado por 10 mL de solução de ácido 
acético 0,1 M (ka = 2 · 10–5) e 10 mL de solução de acetato de 
sódio 0,1 M, são feitas três afirmações. Julgue-as em verdadeiro 
ou falso.
I. A solução-tampão obtida possui pH = 4,7;
II. A solução-tampão obtida possui maior capacidade tamponante 
que outra solução formada por 10 mL de solução de ácido 
acético 0,2 M (ka = 2.10–5) e 10 mL de solução de acetato de 
sódio 0,1 M;
III. Ao se diluir as soluções formadoras em 1000 vezes cada uma, 
a nova solução-tampão obtida possui capacidade tamponante 
inferior àquela anterior à diluição.
Dado: log2 = 0,3.
19. (Unitau SP) Um volume de 3,15 mL de ácido acético (massa molar = 60; 
K
a
 = 2,0 × 10–5 M; densidade 1,05 g/cm3) foi dissolvido em água 
para um volume final de 500 mL. Subsequentemente, o pH da 
solução foi ajustado para 6,0 com NaOH. Pergunta-se:
A) Qual a molaridade inicial da solução de ácido acético?
B) Qual foi a massa de NaOH adicionada à solução de ácido acético 
para ajustar o pH em 6,0?
20. (UPE) Um recipiente contém 800 mL de acetato de potássio 
1,0 mol/L. Adicionou-se ao recipiente uma determinada 
quantidade de ácido clorídrico gasoso, de tal modo que o 
pH final da solução ficou igual a 5,21.
Com relação a esse s istema, é correto af irmar que 
(considere que não houve variação de volume):
Dados: log 3 = 0,47; K
a
 = 1,8 · 10–5; Cl = 35,50;
C = 12 u; K = 39 u; log 1,8 = 0,26.
A) a quantidade de ácido clorídrico adicionada em gramas é igual 
a 0,73 g.
B) a quantidade obtida de ácido acético, após a adição do ácido 
clorídrico, é igual 1,2 g.
C) a quantidade de acetato de potássio que resta, após o término 
da reação com o ácido clorídrico, é igual a 0,6 mol.
D) a quantidade em gramas de acetato de potássio que resta 
no sistema, após o término da reação com o ácido clorídrico, 
é igual a 0,588 g.
E) o ácido clorídrico não reage com o acetato de potássio, pois 
as substâncias formadas são bastante solúveis em água.
Gabarito
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
B E D E B E D C A C
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
E A * C C * * * * C
* 13: 11,9 mL
 16: 2,4 g
 17: 142,86 mL e 357,14 mL
 18: V – V – V
 19: A) 0,110 mol/L; B) 2,08 g
SUPERVISOR/DIRETOR: Marcelo Pena – AUTOR: Antonino Fontenele
DIG.: Raul M. – REV.: Lícia