pH e pOH de solução-tampão

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:

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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]

Considerando as igualdades (I) e (II), temos:

Ka = [H+] . [H3CCOONa]            
           [H3CCOOH]                       

              ou

Ka = [H+]  . [H3CCOONa]  
           1       [H3CCOOH]

[H+]  = Ka  . [H3CCOOH]
                  [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] 

Sabendo que: pH = - log [H+], temos:

pH = pKa - log [H3CCOONa]
                        [H3CCOOH] 

Essa é a Equação de Henderson-Hasselbalch, sendo que para qualquer solução-tampão, ela pode ser expressa por:

pH = pKa + log [sal]
                      [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]

Cada solução-tampão atua num determinado pH
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Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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