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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DA AMAZÔNIA
INSTITUTO SÓCIO-AMBIENTAL E DE RECURSOS HÍDRICOS
DISCIPLINA: QUÍMICA
PROFESSORA: RUTH GRANHEN TAVARES

ASSUNTO: SOLUÇÃO TAMPÃO
1
...
Esse tipo de solução é muito útil quando
se deseja manter o pH de uma reação em um valor adequado
...

Uma solução-tampão é preparada através da mistura de um ácido fraco e seu sal
(tampão ácido) ou de uma base fraca e seu sal (tampão básico)
...
Do
mesmo modo, a mistura de solução de hidróxido de amônio e cloreto de amônio também
representa uma solução-tampão básica
...
CÁLCULO DO pH DE UMA SOLUÇÃO TAMPÃO

Quando se tem um ácido fraco em solução (CH3COOH, por exemplo, aqui
representado por HAc, onde Ac- representa os íons acetato), sua dissociação é dada por:
HAc  H+ + Ac- ,
sendo o valor da dissociação medido pela constante Ka,
Ka

[H ]
...
Nestas condições, a grande [Ac-] determina novas condições de equilíbrio,
pois, para Ka permanecer constante, quando a [Ac-] aumenta de valor, a [H+] deve diminuir
sensivelmente
...
Assim, após a adição do sal (NaAc) à solução do
ácido (HAc), o valor total da [Ac-] é praticamente devido ao sal adicionado ([Ac-] CNaAc = Csal), e
a [HAc] (ácido acético não ionizado) é praticamente a concentração original, ou total, do ácido
([HAc] CHAc = Cácido)
...
C sal
C ácido

Assim, a concentração dos íons hidrogênio será dada pela expressão:
[H ]

expressão (2):

(2)

O pH será obtido “logaritmando”, ou obtendo o logaritmo negativo (-log) da
log[H ]

ou seja,

C
Ka
...
ácido
c sal

log Ka

pH

pKa

c
log ácido
c sal
log

C sal
C ácido

pH

pKa

log

c sal
c ácido

(3)

A equação (3) é chamada de Equação de Henderson-Hasselbalch, e é utilizada para
cálculos de pH de solução tampão ácida (tampão de um ácido fraco e seu sal)
...


2

Disciplina: QUÍMICA / ISARH / UFRA
Assunto: Solução Tampão

Exercício 1
...
RUTH GRANHEN TAVARES

Calcular o pH de uma solução-tampão preparada por adição de 10 ml de HAc a 0,1 M a 20 ml de
NaAc a 0,1 M
...
Podemos, ainda, obter um tampão através da mistura de
um excesso de sal (derivado de um ácido fraco) com um ácido forte para produzir o ácido fraco
componente do tampão (por exemplo, NaAcexcesso + HCl, produzindo HAc + NaAc)
...


Calcular o pH de uma solução-tampão preparada por adição de 25 ml de NaOH 0,1 M a 30 ml de
HAc 0,2 M
...

Antes de calcular essas concentrações, iremos calcular as concentrações do ácido em excesso e da base
que existem na mistura, pois, quando se juntam 30 ml de um com 25 ml do outro ambos estarão em um volume
total de 55 ml (30 + 25), ou seja, ambos terão suas concentrações alteradas por efeito de diluição
...

CNaAc = Csal = 0,045M
d) Cácido:
A concentração do ácido será a CHAc menos a CNaOH, pois a base reagiu com o ácido para formar o sal
...


Calcular o pH de uma solução-tampão preparada por adição de 25 ml de HCl 0,1 M a 30 ml de


...
RUTH GRANHEN TAVARES

NaAc 0,2 M
...
Todo o ácido forte será consumido, produzindo
uma quantidade correspondente de ácido fraco, e ainda restará sal, numa quantidade igual a original menos a
que foi consumida para formar o ácido fraco
...

Assim:
-

a) CHCl:

25 x 0,1 = 55 x C2

CHCl = 0,045M

b) CNaAc:
30 x 0,2 = 55 x C2

CNaAc = 0,109M

c) Cácido:
A concentração do ácido, que nada mais é do que a CHac formado, será igual à CHCl, pois é o ácido forte
que está em menor quantidade
...

Csal = CNaAc – CHCl = 0,109 – 0,045
Csal = 0,064 M
e) pH

pH

pKa

log

C sal
C ácido

4,76

log

0,064
0,045

4,76

log 1,42

4,76

0,15

4,91

Resp: pH = 4,91

Cálculos similares podem ser feitos para misturas de bases fracas e seus sais
...
[OH ]
[NH 4 OH]

(4)

Adicionando-se um sal desta base fraca (NH4Cl, por exemplo), a mistura ficará
enriquecida de íons amônio (NH 4 ), uma vez que os sais são eletrólitos fortes
...
De fato, os íons hidroxila reagem com
os íons amônio formando NH4OH não dissociado (recordar o Efeito do Íon Comum)
...

4
Inserindo essas conclusões na expressão (4) temos:
Kb

C sal
...


4

Disciplina: QUÍMICA / ISARH / UFRA
Assunto: Solução Tampão

Prof
...
base
C sal

(5)

O pOH será obtido “logaritmando”, ou obtendo o logaritmo negativo (-log) da expressão (5):
log[ OH ]

C
log Kb
...

Uma solução tampão de uma base fraca e seu sal pode, também, ser obtida misturando
um excesso de base fraca com algum ácido forte, para produzir o sal por neutralização (por exemplo,
HCl + NH4OH excesso, produzindo NH4Cl + NH4OH)
...

Exercício 4
...

Dados: pKb = 4,76 ; log 0,17 = - 0,76 ; PM (NH4Cl) = 53,5

a) g de NH4Cl: A concentração final do sal (nos 100 ml de solução) deve ser 0,2 M, portanto,
1 M
0,2 M

53,5 g

1000 ml

x

g
100 ml
0,2 x53,5 x100
1,07 g
x=
1x1000

Resp: pH = 1,07 g de NH4Cl

b) C NH OH : Esse valor será igual à Cbase, que pode ser obtida utilizando a equação (6)
...
8,1 ml
Cloreto de amônio (sal puro)
...
s
...
100 ml
(pH = 10)


...


Prof
...

Dados: pKb = 4,76 ; log 0,69 = - 0,16

Solução:

Quando o ácido reage com a base (que está em excesso) para formar o sal, todo o ácido será consumido,
produzindo uma quantidade correspondente de sal, e ainda restará base, numa quantidade igual a original menos
a que foi consumida para formar o sal
...
Assim:
a) CHCl:

20 x 0,1 = 70 x C2

b) C NH OH :
4
50 x 0,1 = 70 x C2

CHCl = 0,029 M
C NH OH = 0,071 M
4

c) Csal:

A concentração do sal, que nada mais é do que a C NH Cl formado, será igual à CHCl, pois é o ácido que
4
está em menor quantidade
...

4
Cbase = C NH OH – CHCl = 0,071 - 0,029
Cbase = 0,042 M
4

e) pH

pOH

pKb

log

C sal
Cbase

4,76

log

0,029
0,042

4,76

log 0,69

pH = 14 – 4,6 = 9,4

4,76

0,16

4,76

0,16

4,60

pOH

4,60

Resp: pH = 9,4

3
...

Quando uma pequena quantidade de um ácido forte é adicionada a essa solução, os íons
H introduzidos reagem com os ânions do sal (A-) para formar moléculas não ionizadas do ácido fraco,
ou seja, os íons H+ introduzidos não ficarão livres em solução:
H+ + A-  HA
+

Assim, a variação na relação [A-]/[HA] (ou Csal/Cácido) é pequena e, conseqüentemente, a variação no
valor do pH também é pequena
...


1

Na verdade, o pH aumenta ligeiramente porque o coeficiente de atividade do sal aumenta com a diminuição da força iônica e
a atividade de uma molécula não carregada (no caso, o ácido não dissociado) é igual a sua molaridade
...



...
RUTH GRANHEN TAVARES

Quando uma pequena quantidade de uma base forte é adicionada à solução tampão
ácida, haverá reação entre os íons OH- da base e o ácido HA, formando H2O, que ioniza muito pouco, ou
seja, os íons OH- introduzidos não ficarão livres em solução:
OH- + HA  H2O + ANovamente, a variação na relação [A-]/[HA] (ou Csal/Cácido) é pequena, sendo, também,
pequena a variação no valor do pH
...

Assim, quando essa solução tampão básica é diluída, a relação entre a Csal e a Cbase
permanece constante, então, o pOH não varia e, conseqüentemente o pH também não
...
Se este ácido fosse adicionado a uma solução não tamponada (por exemplo,
uma solução de NaCl), o pH dessa solução sofreria uma grande diminuição
...

CAPACIDADE TAMPONANTE
A quantidade de ácido ou base que pode ser adicionada sem causar uma variação
apreciável no valor do pH é governada pela CAPACIDADE TAMPONANTE da solução
...

Assim, a capacidade tamponante de um tampão ácido é também governada pela relação
Csal/Cácido
...

Dizemos, então, que quando a solução-tampão ácida apresenta pH = pKa ela possui a
maior reserva de acidez e de alcalinidade
...

De maneira similar, para um tampão básico, a capacidade tamponante é máxima
quando pOH = pKb (ou pH = 14 – pKb) e esta capacidade é satisfatória numa faixa de pOH = pKb 1
...

Existem inúmeros ácidos e bases fracos, e qualquer região de pH deve ser tamponada
com uma solução-tampão apropriada, de modo que o valor de pH, que deve ser mantido, esteja dentro
daquele intervalo onde a solução possua capacidade tamponante satisfatória (pH = pKa 1 ou pOH = pKb 1)
...


7

Disciplina: QUÍMICA / ISARH / UFRA
Assunto: Solução Tampão

Prof
...
Se o meio estiver
sujeito a adição ou geração de ácidos, o tampão a ser usado deve ter pH entre pKa e pKa+1 (Csal >
Cácido
maior reserva de alcalinidade); se estiver sujeito a adição ou geração de bases, o tampão a ser
usado deve ter pH entre pKa e pKa-1 (Cácido > Csal maior reserva de acidez); se estiver sujeito a adição
ou geração tanto de ácidos quanto de bases , o tampão a ser usado deve ter pH igual a pKa
(Csal = Cácido
grande reserva de acidez e de alcalinidade)
...
Se o meio
estiver sujeito a adição ou geração de bases, o tampão a ser usado deve ter pOH entre pKb e pKb+1
(Csal > Cbase
maior reserva de acidez); se estiver sujeito a adição ou geração de ácidos, o tampão a ser
usado deve ter pOH entre pKb e pKb-1 (Cbase > Csal
maior reserva de alcalinidade); se estiver sujeito a
adição ou geração tanto de ácidos quanto de bases, o tampão a ser usado deve ter pOH igual a pKb
(Csal = Cbase
grande reserva de acidez e de alcalinidade)
...


Uma solução-tampão está 0,2M em HAc e em NaAc
...

Dados: pKa = 4,76 ; log 0,905 = - 0,04

Solução:
Para encontrar a pH é necessário calcular o pH antes da adição do ácido forte, e após essa adição (usando a
equação 3); a variação será a diferença entre esses valores
...


a) pHantes: (Csal(antes) = Cácido(antes) = 0,2 M)

pH

4,76

log

0,2
0,2

4,76

log 1

4,76 0

pHantes

4,76

b) CHAc = CNaAc no tampão após diluição, por adição do ácido forte:
10 x 0,2 = 11 x C2

CHAc(após) = CNaAc(após) = 0,18 M

c) CHCl após adição no tampão (sofreu diluição):
1 x 0,1 = 11 x C2

CHCl = 0,009 M

d) Cácido(após):
A concentração do ácido será igual à soma das CHCl adicionado e da CHAc após essa adição
...

Csal(após) = CNaAc(após) – CHCl = 0,18 - 0,009

Csal(após) = 0,171 M

f) pHapós:

pH

4,76

log

0,171
0,189

4,76

log 0,905

4,76

0,04

4,76

0,04

4,72

pHapós

4,72

g) pH:
pH = pHantes – pHapós = 4,76 – 4,72

Resp: pH = 0,04 unidades

Observação: verifica-se que ocorreu uma variação muito pequena; principalmente considerando que se o HCl tivesse sido adicionado a uma solução não tamponada, como, por
exemplo, a 10 ml de NaCl 0,2M (pH=7), o pH teria variado em torno de 5 unidades
...
LISTA DE EXERCÍCIOS (SOLUÇÃO TAMPÃO)


...
RUTH GRANHEN TAVARES

01
...
1,1 M
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

02
...
Qual o pH desta solução? (Kb = 1,75 x 10-5)
Resp
...
Qual o pH de uma solução tampão preparada por dissolução de 3,6 g de HAc e 5,904 g de NaAc
em água, de modo a formar 100 ml de solução? Escreva essa formulação
...
4,84
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

04
...
4,05
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

05
...
(pKb = 4,76)
NH4 OH 0,1 M
...
_________ g
H2 O destilada (q
...
p
...
0,107 g

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

06
...

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

07
...
Formula-se uma solução-tampão como segue:
HAc 0,002 M ……………………… 200 ml
NaAc 0,02 M ………………………
...
250 ml
a) Complete de outro modo (como se indica abaixo) essa formulação, de forma a se ter o mesmo
volume de solução com o mesmo valor de pH
...
10-5)
HAc 0,1 M
...
______ g
H20 destilada (q
...
p
...
4 ml de HAc; 0,082 g de NaAc; 250 ml ; pH = 5,16

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

09
...
Qual a variação de pH ( pH) na solução tampão? (pKa = 4,76)
Resp
...
Preparam-se 80 ml de uma solução-tampão, misturando-se NH4OH e NH4Cl, ambos na mesma
concentração (0,9 M)
...
Obs: Considerar que não ocorre variação no volume
da solução-tampão quando a base forte é adicionada
...
pH = 0,22 unidades
ELEMENTOS PARA CÁLCULOS
LOGARITMOS

log
log
log
log

0,33 = - 0,47
1,2 = 0,08
1,76 = 0,25
2,5 = 0,40

log
log
log
log

0,607 = - 0,22
1,75 = 0,24
2 = 0,30
5,5 = 0,74

PESOS MOLECULARES

HAc (ácido acético) = 60
NaAc (acetato de sódio) = 82
NH4Cl = 53,5
KOH = 56



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