Pré-Relatório - Preparo de Soluções Tampão

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA 
DISCIPLINA DE QUÍMICA ANALÍTICA CLÁSSICA EXPERIMENTAL 
DISCENTE – LUÍS HENRIQUE BARBOSA SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO DO EXPERIMENTO 04 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE 
2021 
PREPARAÇÃO DO EXPERIMENTO 04 
 
1. Calcule o pH teórico das seguintes soluções tampão: 
a) Mistura de: 
0,5 mL de ácido acético 0,2 mol/L 
10 mL de acetato de sódio 50 g/L 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
pH = pKa + log 
 
 
 
pH = 4,7447 + log 
 
 
 
pH = 4,7447 + 1,7849 
pH = 6,52 
 
 
 Ácido Acético 
M1 . V1 = M2 . V2 
0,2 mol/L . 0,0005 L = M2 . 0,0105 L 
M2 = 
 
𝑚𝑜𝑙
𝐿
 . 𝐿 
 1 𝐿
 
M2 = 0,009524 mol/L 
 
Acetato de Sódio 
 
M = 
𝐶
𝑀𝑀
 
M = 
 𝑔/𝐿
 3 𝑚𝑜𝑙/𝐿
 
M = 0,6095 mol/L 
 
M1 . V1 = M2 . V2 
0,6095 mol/L . 0,01 L = M2 . 0,0105 L 
M2 = 
 6 
𝑚𝑜𝑙
𝐿
 . 1 𝐿 
 1 𝐿
 
M2 = 0,5805 mol/L 
 
pKa = - log Ka 
 
pKa = - log 1,8 x 10
-5 
 
pKa = 4,7447 
 
Vtotal = 0,5 mL + 10 mL 
Vtotal = 10,5 mL 
Vtotal = 0,0105 L 
b) Mistura de 0,5 mL de hidróxido de amônio 0,2 mol/L / 10 mL de cloreto de 
amônio 0,2 mol/L. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
pH = 14 – pOH 
pH = 14 – 6,0433 
pH = 7,95 
 
2. Explique através das reações de equilíbrio como um tampão reage à adição de 
quantidades moderadas de ácidos ou bases. 
 
 TAMPÃO ÁCIDO: é composto por um ácido fraco e um sal derivado dele. 
Podemos ter como exemplo a seguinte reação de equilíbrio: 
 
Vtotal = 0,5 mL + 10 mL 
Vtotal = 10,5 mL 
Vtotal = 0,0105 L 
Hidróxido de Amônio 
 
M1 . V1 = M2 . V2 
0,2 mol/L . 0,0005 L = M2 . 0,0105 L 
M2 = 
 
𝑚𝑜𝑙
𝐿
 . 𝐿 
 1 𝐿
 
M2 = 0,009524 mol/L 
 
Cloreto de Amônio 
 
M1 . V1 = M2 . V2 
0,2 mol/L . 0,01 L = M2 . 0,0105 L 
M2 = 
 
𝑚𝑜𝑙
𝐿
 . 1 𝐿 
 1 𝐿
 
M2 = 0,1905 mol/L 
 
pKb = - log Kb 
 
pKb = - log 1,81 x 10
-5 
 
pKb = 4,7423 
 
pOH = pKb + log 
 𝑠𝑎𝑙 
 𝑏𝑎𝑠𝑒 
 
pOH = 4,7423 + log 
 1 
 
 
pOH = 4,7423 + 1,3010 
pOH = 6,0433 
 
 
Podemos ter a adição de ácido ou base a solução tampão: 
 Adição de Ácido – vamos ter que a concentração de H+ aumenta, mas como o 
equilibrio se desloca rapidamente no sentido de consumir esse cátion, ao mesmo 
tempo, formando a forma não ionizada do ácido. Sendo assim o pH não se altera, 
tendo assim um efeito tamponado. 
OBS: A presença de NaHCO3 no sistema é importante porque oferece mais íons HCO3
-
 
para reagirem com o H
+
, formando H2CO3 e mantendo o pH. Se aumentássemos a 
concentração de H
+
 e não houvesse HCO3
-
 suficiente para consumi-lo, o pH diminuiria. 
 Adição de Base – a concentração de OH- aumenta e reage com os íons H+ da 
solução, formando água. Isso obviamente geraria uma redução na concentração de 
H+ no sistema, mas como o equilibrio se desloca rapidamente no sentido de repor, 
o pH não aumenta, teremos também um efeito tamponado. 
 
 TAMPÃO BÁSICO – composto por uma base fraca e um sal derivado dela. Como 
exemplo podemos ter o equilibrio abaixo: 
 
Podemos ter a adição de ácido ou base a solução tampão: 
 Adição de base – a concentração de OH- aumenta, mas como o equilibrio se 
desloca rapidamente no sentido de consumir esse ânion, formando uma base não 
dissociada, sendo assim o pH não se altera, tendo um efeito tamponado. 
OBS: a presença de NH4Cl no sistema é importante porque oferece mais íons NH4
+
 
para reagirem com o OH
-
, formando NH4OH e mantendo o pH. Se aumentássemos a 
concentração de OH- e não houvesso NH4
+
 suficiente para consumi-lo, o pH 
aumentaria. 
 Adição de Ácido – a concentração de H+ aumenta e reage com os íons OH- da 
solução, formando água. Isso obviamente geraria uma redução na concentração de 
OH
-
 do sistema, mas como o equilibrio se desloca rapidamente no sentido de repor, 
o pH não diminui, tendo também um efeito tamponado. 
OBS: uma solução tampão possui um certo limite, onde se for adicionado muito ácido 
ao sistema ou muita base, o sistema tampão se “rompe”, deixando de ser uma solução 
tampão, tendo seu pH alterado para mais ou para menos. 
 
3. Deseja-se preparar 100 mL de solução tampão básica, usando hidróxido de 
amônio 0,2 mol/L. 
a) Quantos gramas de cloreto de amônio serão necessários para que se obtenha 100 
mL do tampão com pH = 8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Calcule a quantidade necessária para a preparação de 100 mL de hidróxido de 
amônio 0,2 mol/L, partindo do reagente comercial. Explique como se faz essa 
preparação, citando as vidrarias adequadas. 
 
Para a resolução dessa alternativa vamos tomar como exemplo uma solução de 
hidróxido de amônio que tem em seu rótulo as seguintes informações: Teor – 27 à 29 
%; Densidade = 0,88g/cm
3
; 
Para um teor de 28% temos: 
 
 
 
 
pKb = - log Kb 
 
pKb = - log 1,81 x 10
-5 
 
pKb = 4,7423 
 
pOH = pKb + log 
 𝑠𝑎𝑙 
 𝑏𝑎𝑠𝑒 
 
6 = 4,7423 + log 
 𝑠𝑎𝑙 
 
 
6 - 4,7423 = log 
 𝑁𝐻 𝐶𝑙 
 
 
1,2577 = log [NH4Cl] – log 0,2 
log [NH4Cl] = 1,2577 + log 0,2 
log [NH4Cl] = 1,2577 – 0,6989 
log [NH4Cl] = 0,5588 
[NH4Cl] = 10
0,5588 
[NH4Cl] = 3,62 mol/L
 
pH + pOH = 14 
 
pOH = 14 – 8 
 
pOH = 6 
 
M = 
𝑚
𝑀𝑀 . 𝑉
 
 
3,62 mol/L = 
𝑚
 3 
𝑔
𝑚𝑜𝑙
. 1 𝐿
 
 
m = 19,36 g de NH4Cl 
 
MMNH4OH = 35,046 g/mol 
d = 
𝑚
𝑣
 
880 g/L = 
𝑚
 1 𝐿
 
m = 88g de NH4OH 
 = 
𝑚1
𝑚
 
0,28 = 
𝑚1
 𝑔
 
m1 = 24,64 g 
M = 
𝑚
𝑀𝑀 . 𝑉
 
 
M = 
 6 𝑔
3 6 
𝑔
𝑚𝑜𝑙
 . 1 𝐿
 
 
M = 7,030 mol/L 
 
M1 . V1 = M2 . V2 
0,2 mol/L . 100 mL = 7,030 mol/L . V2 
V2 = 
 
 
 
 . 1 
 3 / 
 
V2 = 2,845 mL 
 
Então para preparar uma solução de 100 mL de solução, precisamos de um volume 
de 97,155 mL de água. 
Para preparar essa solução medimos com uma pipeta volumétrica, a quantidade de 
aproximadamente 2,8 ml de hidróxido de amônio e transferimos para um balão 
volumétrico e completamos com água até atingir 100 mL de solução. Depois de feita a 
diluição, fechamos o recipiente e rotulamos e anotamos os resultados encontrados, com 
a sua respectiva concentração molar. 
Materiais Utilizados: balão volumétrico, funil, bastão de vidro, rótulo, béquer. 
 
4. Para preparar um tampão ácido, pode-se utilizar o par ácido acético/acetato 
de sódio. 
a) Calcule a quantidade necessária para a preparação de 100 mL de ácido acético 
0,2 mol/L, partindo do reagente comercial. Explique como se faz a preparação, 
citando as vidrarias adequadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
M = 
𝑚1
𝑀𝑀 . 𝑉
 
 
m1 = 0,2 mol/L . 60,052 g/mol . 0,1 L 
 
m1 = 1,20104 g 
 
MMÁcido Acético = 60,052 g/mol 
Densidade = 1,049 g/cm
3
 
d = 
𝑚
𝑣
 
1,049 g/mL = 
1 1 𝑔
𝑉
 
V = 1,4494 mL de ácido 
acético. 
 
Com uma pipeta graduada, medimos 
aproximadamente um volume de 1,45 mL de 
ácido acético e transferimos para um balão 
volumétrico de 100 mL. Ao transferir o ácido, 
adicionamos água destilada até a marca de 100 
mL do balão volumétrico. 
Materiais Utilizados: balão volumétrico, pipeta 
graduada, água destilada. 
b) Calcule quantos gramas de acetato de sódio deverão ser acrescentadas à solução 
anterior para que o tampão formado tenha pH = 5. 
Ka = 1,76 x 10
-5 
 
pKa = - logKa 
pKa = - log 1,76 x 10
-5
 
pKa = 4,75 
 
M = 
𝑚1
𝑀𝑀 . 𝑉
 
 
m1 = 0,36 mol/L . 82,033 g/mol . 0,1 L 
 
m1 = 2,95 g de acetato de sódio 
 
pH = pKa + log 
 𝑆𝑎𝑙 
 𝑐𝑖𝑑𝑜 
 
5 = 4,75 + log 
 NaO₂CCH₃ 
 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 
 
5 – 4,75 = log 
 NaO₂CCH₃ 
 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 
 
log 
 NaO₂CCH₃ 
 
 = 0,25 
log [NaO2CCH3] – log 0,2 = 0,25 
log [NaO2CCH3]= 0,25 - 0,69 
log [NaO2CCH3] = - 0,44 
[NaO2CCH3] = 10
-0,44 
[NaO2CCH3] = 0,36 mol/L