Cada solução-tampão atua num determinado pH
Uma solução-tampão é uma mistura que tem a capacidade de evitar que o pH e o pOH do meio sofra grandes variações, mesmo se forem adicionados ácidos e/ou bases fortes em pequenas quantidades.
Essas soluções podem ser preparadas de duas formas, misturando-se (1) um ácido fraco com um sal com o mesmo ânion desse ácido ou (2) uma base fraca com um sal com o mesmo cátion dessa base.
Cada solução-tampão atua em determinada faixa de pH. Por exemplo, o sangue humano é uma solução-tampão ligeiramente básica, cujo pH se mantém entre 7,35 e 7,45. Já a saliva é um sistema-tampão com pH constante no intervalo de 6,8 a 7,0.
Uma forma de determinar o pH e o pOH de uma solução-tampão é usar a Equação de Henderson-Hasselbalch que mostra também a proporção entre seus componentes. Veja como se chegou a essa equação de uma forma resumida:
Consideremos uma solução-tampão formada por ácido acético (H3CCOOH) e o sal acetato de sódio (H3CCOONa), sendo que ambos possuem o ânion acetato (H3CCOO-).
O sal se dissocia totalmente em água:
H3CCOONa → Na+ + H3CCOO-
Assim sendo, a concentração inicial do sal H3CCOONa será igual à concentração do ânion H3CCOO-formado.
[H3CCOONa] = [H3CCOO-] (I)
Ao mesmo tempo, o ácido acético sofre ionização:
H3CCOOH ↔ H+ + H3CCOO-
Visto que esse ácido é fraco, a sua ionização é muito pequena e a concentração inicial do ácido acético permanece praticamente a mesma no equilíbrio químico dessa ionização.
[H3CCOOH] no equilíbrio = [H3CCOOH] inicial (II)
A constante do equilíbrio desse ácido (Ka) é dada por:
H3CCOOH ↔ H+ + H3CCOO- Ka = [H+] . [H3CCOO-]
[H3CCOOH]
[H3CCOOH]
Considerando as igualdades (I) e (II), temos:
Ka = [H+] . [H3CCOONa]
[H3CCOOH]
[H3CCOOH]
ou
Ka = [H+] . [H3CCOONa]
1 [H3CCOOH]
1 [H3CCOOH]
[H+] = Ka . [H3CCOOH]
[H3CCOONa]
[H3CCOONa]
Aplicando o logaritmo em todos os membros da equação da constante de equilíbrio:
- log [H+] =- log Ka . [H3CCOOH]
[H3CCOONa]
- log [H+] = - log Ka - log [H3CCOOH]
[H3CCOONa]
[H3CCOONa]
- log [H+] = - log Ka - log [H3CCOOH]
[H3CCOONa]
Sabendo que: pH = - log [H+], temos:
pH = pKa - log [H3CCOONa]
[H3CCOOH]
[H3CCOOH]
Essa é a Equação de Henderson-Hasselbalch, sendo que para qualquer solução-tampão, ela pode ser expressa por:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
[ácido]
Se a solução for formada por uma base fraca e um sal de mesmo cátion que a base, o cálculo do pOH é feito por meio da equação análoga:
pOH = pKb + log [sal]
[base]
[base]
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