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Exercícios sobre cálculo do pH de uma solução-tampão

Exercícios de Química

Estes exercícios sobre cálculo do pH de uma solução-tampão abordam a utilização da expressão matemática fundamental para a realização desse cálculo. Publicado por: Diogo Lopes Dias
questão 1

Qual é o pH de um tampão de 0,12 mol/L de ácido lático (HC3H5O3) e 0,10 mol/L de lactato de sódio (NaC3H5O3)? Dado: para o ácido lático Ka = 1,4 x 10-4.

a) 8,69

b) 4,89

c) 5,89

d) 4,69

e) 6,89

questão 2

Determine o pH de uma solução formada pela mistura de 5,4 g de ácido cianídrico, cuja fórmula é HCN (Ka = 7,0 . 10-10), com 1,30 g de cianeto de potássio, cuja fórmula é KCN. (Dado: log 7 = 0,85).

a) 9,15

b) 4,85

c) 8,15

d) 3,85

e) 10,15

questão 3

(Ifet) Um tampão foi preparado a partir de um monoácido fraco, de constante de ionização (Ka) igual a 2.10– 6, misturando-se o ácido com uma solução de um sal desse monoácido, o que deu origem a uma solução de pH = 6. Assinale a alternativa abaixo que indique a relação entre as contrações do sal e do ácido:

a) 2

b) 3

c) 5

d) 7

e) 10

questão 4

(UPE) Preparou-se 1,0 L de um tampão, misturando-se 0,10 mol de um sal BA com 0,001 mol de um ácido fraco HA. O pH do tampão é igual a 5,85. Qual o Ka do ácido utilizado na preparação do tampão? Dado: 100,15 = 1,41.

a) 1,51 x 10-4

b) 1,41 x 10-4

c) 1,85 x 10-4

d) 1,85 x 10-5

e) 1,51 x 10-5

respostas
Questão 1

Letra d) Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Volume = 1 L (Obs.: vale lembrar que, quando o enunciado não fornece o dado, devemos adotar esse volume padrão)

  • Concentração do ácido = 0,12 mol/L

  • Concentração do sal = 0,10 mol/L

  • Ka = 1,4 x 10-4

  • pH = ?

Para calcular o pH, basta utilizar a concentração do sal, a concentração do ácido e o Ka do ácido, conforme expressão abaixo:

pH = pKa + log   [sal]   
                        [ácido]

pH = -logKa + log   [sal]   
                           [ácido]

pH = -log 1,4 x 10-4 + log 0,10
                                        0,12

pH = -log 1,4 x 10-4 + log 0,10
                                        0,12

pH = 4 - log 1,4 + 0,83

pH = 4 – 0,14 + 0,83

pH = 4,69

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Questão 2

Letra e) Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Volume = 1 L

  • Massa do ácido = 5,4 g

  • Massa do sal = 1,30 g

  • Ka = 7,0 . 10-10

  • pH = ?

Para determinar o pH dessa solução, serão necessários os seguintes passos:

  • 1: cálculo da massa molar do ácido

Para isso, basta multiplicar a massa atômica de cada elemento pelo número de átomos na fórmula:

MHCN= 1.1 + 1.12 + 1.14

MHCN= 1 + 12 + 14

MHCN= 27 g/mol

  • 2: cálculo da massa molar do sal

Para isso, basta multiplicar a massa atômica de cada elemento pelo número de átomos na fórmula:

MHKCN= 1.39 + 1.12 + 1.14

MKCN= 39 + 12 + 14

MKCN= 65 g/mol

  • 3: cálculo da concentração molar do sal

Para isso, basta utilizar a massa do sal, a sua massa molar e o volume da solução, conforme expressão abaixo:

M =    m1    
      M1.V

M = 1,30
      65.1

M = 1,30
      65

M = 0,02 mol/L

  • 4: cálculo da concentração molar do ácido

Para isso, basta utilizar a massa do ácido, a sua massa molar e o volume da solução na seguinte expressão:

M =   m1  
     M1.V

M = 5,4
      27.1

M = 5,4
       27

M = 0,2 mol/L

  • 5: cálculo do pH

Para isso, basta utilizar a concentração do sal, a concentração do ácido e o Ka do ácido, na expressão:

pH = pKa + log   [sal]   
                       [ácido]

pH = -logKa + log   [sal]   
                            [ácido]

pH = -log 7,0.10-10 + log 0,02
                                      0,2

pH = -log 7,0.10-10 + log 0,1

pH = 10 - log 7 + log 101

pH = 10 – 0,85 + 1

pH = 10,15

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Questão 3

Letra a) Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Ka = 2.10– 6

Obs.: Lembrando que pH é igual a -log Ka.

  • pH = 6

  • [sal]/[ácido]

Para resolver essa questão, basta utilizarmos a expressão para cálculo do pH de uma solução-tampão, envolvendo um ácido fraco e um sal:

pH = pKa + log   [sal]   
                       [ácido]

6 = -logKa + log   [sal]   
                         [ácido]

6 = - log2.10-6 + log   [sal]   
                               [ácido]

6 = 6 – log 2 + log   [sal]   
                             [ácido]

6 - 6 = – log 2 + log   [sal]   
                               [ácido]

log 2 = log   [sal]   
                [ácido]

   [sal]   = 2
[ácido]     

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Questão 4

Letra b) Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Volume = 1 L

  • Ka = ?

Obs.: Lembrando que pH é igual a -log Ka.

  • Número de mol do sal = 0,1 mol

  • Número de mol do ácido = 0,001 mol

Como a concentração molar é a divisão em número de mol e volume da solução, e o volume da solução é 1, logo as concentrações do sal e do ácido são 0,1 mol/L e 0,001 mol/L.

  • pH = 5,85

  • 100,15 = 1,41

Para resolver essa questão, basta utilizarmos a expressão para cálculo do pH de uma solução-tampão, envolvendo um ácido fraco e um sal:

pH = pKa + log   [sal]   
                        [ácido]

5,85 = pKa + log   0,1   
                          0,001

5,85 = pKa + log 0,01

5,85 = pKa + log 10-2

5,85 = pKa + 2.log 10

5,85 = pKa + 2.1

5,85 = pKa + 2

5,85 – 2 = pKa

pKa = 3,85

- log Ka = 3,85

Ka = 10-3,85

Ka = 100,15.10-4

Ka = 1,41.10-4

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