Experimentalmente, definimos a FAIXA DE TAMPONAMENTO de um tampão, sendo o intervalo de 1 unidade acima e 1 unidade abaixo do pka:

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1 3a LISTA DE EXERCÍCIOS DE TRANSFORMAÇÕES BIOQUÍMICAS PROF. Ana Paula de Mattos Arêas Dau 22/02/ Defina faixa de tamponamento e poder tamponante. Do que depende cada um? Estes tampões diferem entre si em faixa de tamponamento ou poder tamponante? Justifique a sua resposta. a) 0,01M Na2HPO4 e 0,01M NaH 2 PO4 b) 0,1M Na2HPO4 e 0,1M NaH2PO4 c) 1M Na2HPO4 e 1M NaH2PO4 d) 1M CH3COOH e 1 M CH3COONa FAIXA DE TAMPONAMENTO Definição: Dado um equilíbrio que caracteriza um sistema tampão, definimos Faixa de Tamponamento, sendo o intervalo de ph em que o tampão demonstra ser eficiente. O tampão deve ser eficiente e resistente tanto quanto adição de ácido, quanto adição de base. Experimentalmente, definimos a FAIXA DE TAMPONAMENTO de um tampão, sendo o intervalo de 1 unidade acima e 1 unidade abaixo do pka: pka 1 ph pka + 1 No caso do tampão formado por Na2HPO4 e NaH2PO4, o equilíbrio predominante é o seguinte: Fosfato Monossódico = Sal Solúvel = 100% dissociado NaH 2 PO 4 Na + (aq) + H 2 PO 4 - (aq) Fosfato Dissódico = Sal Solúvel = 100% dissociado Na 2 HPO 4 2 Na + (aq) + HPO 4-2 (aq) Após dissociação desses sais, forma-se um tampão com o seguinte equilíbrio químico: H 2 PO 4 - (aq) + H 2 O (l) HPO 4-2 (aq) + H 3 O + (aq) Ka = 6, pka = log Ka = log 6, ,2 Então, a faixa de tamponamento desse tampão é: pka 1 ph pka + 1 7,2 1 ph 7, , 2 ph 8, 2 Logo, os tampões a, b e c são iguais na faixa de tamponamento pois a faixa de tamponamento depende só da constante de equilíbrio. Logo o tampão D, é diferente dos

2 demais pela FAIXA DE TAMPONAMENTO, pois apresenta outros compostos químicos diferentes e consequentemente, diferente constante de equilíbrio. A mistura D caracteriza um sistema-tampão, onde ocorrerá o seguinte equilíbrio químico: CH 3 COOH + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) Ka = 1, pka = log Ka = log 1, = 4,74 Então, Faixa de tamponamento: 3, 74 ph 5, 74 PODER TAMPONANTE Definição: Dado um equilíbrio que caracteriza um sistema tampão, definimos Poder Tamponante de um tampão, a resistência que ele apresenta à adição de ácidos ou de base numa mesma concentração, aquele tampão que variar menos o ph (ou seja, resistir mais a variação) é o tampão com maior poder tamponante. Ao avaliar um tampão com a mesma faixa de tamponamento, ou seja, composto pelas mesmas substâncias químicas, evidencia-se que o tampão de maior concentração, resistirá mais a variação de ácido e de base, sendo assim, quanto maior a concentração de um tampão, maior é o seu poder tamponante. Exemplo de exercício envolvendo poder tamponante: Como varia o ph de um tampão de 1L: a) ácido acético/acetato de sódio 0,2 mol/l e b) de um tampão ácido acético/acetato de sódio 0,1 mol/l, se adicionarmos à cada solução 0,05 mol de HCl ou 0,05 mol de NaOH? Que conclusão pode ser efetuada a partir dos resultados numéricos obtidos? a-) Tampão de ácido acético e acetato de sódio (0,2 mol/l) Para um tampão com concentração do sal = concentração do ácido, temos: ph = pka = log 1, = 4,74 Adição de HCl (0,05 mol): Ácido Clorídrico = Ácido forte = 100% ionizado HCl H + + Cl - Os íons H + provenientes do HCl reagirão com o íon acetato, deslocando o

3 Início 0,2 mol/l y mol 0,2 mol/l Equilíbrio (0,2+0,05) mol/l (y-0,05) mol/l (0,2-0,05) mol/l = 0,15 0,25 = 0,6 ph = 4, 74 0, 221 = 4, 518 Adição de NaOH (0,05 mol): Hidróxido de Sódio = Base forte = 100% dissociado NaOH Na + + OH - Os íons OH - provenientes do NaOH reagirão com o íon H +, deslocando o Início 0,2 mol/l y mol 0,2 mol/l Equilíbrio (0,2-0,05) mol/l (y+0,05) mol/l (0,2+0,05) mol/l = 0,25 0,15 = 1,6667 ph = 4, , 221 = 4, 96 Tampão de ACETATO (0,2 mol/l): ph 0, 221, tal que ph > 0, quando se adiciona base e ph < 0, quando se adiciona ácido.

4 b-) Tampão de ácido acético e acetato de sódio (0,1 mol/l) Para um tampão com concentração do sal = concentração do ácido, temos: ph = pka = log 1, = 4,74 Adição de HCl (0,05 mol): Ácido Clorídrico = Ácido forte = 100% ionizado HCl H + + Cl - Os íons H + provenientes do HCl reagirão com o íon acetato, deslocando o Início 0,1 mol/l y mol 0,1 mol/l Equilíbrio (0,1+0,05) mol/l (y-0,05) mol/l (0,1-0,05) mol/l = 0,05 0,15 = 0,333 ph = 4, 74 0, 477 = 4, 26 Adição de NaOH (0,05 mol): Hidróxido de Sódio = Base forte = 100% dissociado NaOH Na + + OH - Os íons OH - provenientes do NaOH reagirão com o íon H +, deslocando o Início 0,1 mol/l y mol 0,1 mol/l

5 Equilíbrio (0,1-0,05) mol/l (y+0,05) mol/l (0,1+0,05) mol/l = 0,15 0,05 = 3 ph = 4, , 477 = 5, 21 Tampão de ACETATO (0,1 mol/l): ph 0, 477, tal que ph > 0, quando se adiciona base e ph < 0, quando se adiciona ácido. Resposta: Pode-se concluir que o tampão, varia o ph de acordo com sua concentração molar, quanto mais concentrado, menor a variação de ph. E observa-se também que: 2 ph (Tampão 0, 2 mol/l) = ph (Tampão 0, 1 mol/l) Resumindo: Resposta da sua pergunta = Os tampões, a b e c diferem pelo poder tamponante, e o tampão d, difere dos demais pela faixa de tamponamento.