Solução-tampão

A solução-tampão é uma mistura resultante da junção de um ácido ou base fraca com um sal.

A solução-tampão é uma mistura homogênea formada pela junção de duas outras soluções aquosas (misturas homogêneas nas quais o solvente é a água): uma de um ácido (HX) ou base (YOH) fraca e outra de um sal (ZX ou YD).

As bases fracas são aquelas que não apresentam elementos das famílias IA e IIA, exceto o elemento magnésio (pertencente à família IIA). Já os ácidos fracos são todos aqueles cuja subtração do número de oxigênios pelo número de hidrogênios resulta em 1 ou quando não são HCl, HBr, HI ou HF.

Assim, de acordo com a definição acima, temos a possibilidade de formar dois tipos diferentes de solução-tampão:

→ Solução-tampão ácida:

É o tampão formado por um ácido fraco (HX) e um sal solúvel (ZX). É importante observar que o sal deve apresentar o mesmo ânion do ácido utilizado. Como apresenta ácido, essa solução sempre apresenta um pH menor que 7.

→ Solução-tampão básica:

É o tampão formado por soluções com uma base fraca (YOH) e um sal solúvel (YD). É importante observar que o sal deve apresentar o mesmo ânion da base utilizada. Como apresenta base, essa solução sempre apresenta um pH maior que 7.

Característica fundamental de uma solução-tampão

Além de saber reconhecer quando temos uma solução-tampão, devemos conhecer a sua característica fundamental, que é a chamada capacidade tamponante.

Define-se capacidade tamponante como a capacidade da solução-tampão de não sofrer mudanças significativas no seu pH ao receber soluções formadas por bases ou ácidos fortes.

É importante lembrar que existe um limite para as quantidades de ácido ou de base adicionadas a uma solução-tampão antes que um dos componentes seja totalmente consumido. Esse limite é conhecido como a capacidade tamponante de uma solução-tampão e é definido como a quantidade de matéria de um ácido ou base forte necessária para que um litro da solução-tampão sofra uma variação de uma unidade no pH.

Efeito da adição de ácido forte a uma solução-tampão

Vamos supor que temos uma solução-tampão formada pelo ácido HX e o sal ZX. O ácido em água ioniza-se pouco (por ser fraco, produz poucos íons) e o sal dissociar-se muito (libera muitos íons) por ser solúvel.

Equação de ionização de um ácido qualquer
Equação de ionização de um ácido qualquer

Equação de dissociação de um sal qualquer
Equação de dissociação de um sal qualquer

Como o ácido ioniza-se pouco, seu equilíbrio é deslocado para a esquerda (formação do ácido), enquanto o equilíbrio da dissociação do sal é deslocado para a direita por ser solúvel (liberação dos íons).

Se adicionarmos um pouco de ácido forte, como o HCl, teremos um aumento da quantidade de H+ no tampão, já que esse ácido ioniza-se muito (equilíbrio deslocado para a direita):

Equação de ionização do ácido HCl
Equação de ionização do ácido HCl

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

O H+ proveniente do ácido forte interage com o X- proveniente do sal, formando novas moléculas do ácido:

Equação de formação do ácido
Equação de formação do ácido

O pH da solução não sofre alteração porque os H+ que foram adicionados são neutralizados pelos ânions CN- provenientes do sal.

Efeito da adição de uma base a uma solução-tampão

Se adicionarmos uma base forte, como o NaOH, teremos um aumento da quantidade de OH- no tampão, já que essa base dissocia-se muito (equilíbrio deslocado para a direita):

Equação de dissociação do NaOH
Equação de dissociação do NaOH

O OH- proveniente da base forte interage com o H+ proveniente do ácido, formando moléculas de água:

Equação de formação da água
Equação de formação da água

O pH da solução não sofre alteração porque as moléculas de água formadas aumentam a ionização do ácido HX, normalizando a quantidade de H+.

Exemplo de solução-tampão

Um exemplo de solução-tampão é a mistura formada por uma solução de ácido hipobromoso (HBrO) e uma solução de hipobromito de sódio (NaBrO). Trata-se de uma solução-tampão porque o ácido hipobromoso é fraco e o sal hipobromito de sódio apresenta um íon em comum com o ácido, que é o ânion cianeto (BrO-).

Veja as equações de equilíbrio para o sal e para o ácido:

  • Para o ácido

O ácido hipobromoso é um ácido fraco (produz poucos íons). Sua equação de equilíbrio apresenta-se deslocada para a esquerda (sentido de formação do ácido), ou seja, a reação reversível ocorre mais do que a de formação dos íons.

Equação que representa o equilíbrio de ionização do ácido
Equação que representa o equilíbrio de ionização do ácido

  • Para o sal

Por ser solúvel em água, o hipobromito de sódio sofre dissociação, liberando muitos íons. Dessa forma, sua equação de equilíbrio está deslocada para a direita (sentido de liberação dos íons), ou seja, a reação direta ocorre mais que a inversa (formação do sal).

Equação que representa o equilíbrio de dissociação do sal
Equação que representa o equilíbrio de dissociação do sal

a) Se adicionarmos a base KOH

O KOH é uma base forte, logo, adicionará íons OH- no meio, que interagirão com o H+ do ácido, formando água. O aumento da quantidade de água favorece o aumento da ionização do ácido HBrO, mantendo a quantidade de H+ e o pH constantes.

b) Se adicionarmos o ácido HI

O HI é um ácido forte, logo, adicionará íons H+ no meio, que interagirão com o BrO- do sal, formando o ácido HBrO.

O sangue é um exemplo de solução-tampão natural
O sangue é um exemplo de solução-tampão natural
Publicado por: Diogo Lopes Dias
Artigo relacionado
Teste agora seus conhecimentos com os exercícios deste texto
Assista às nossas videoaulas
Lista de Exercícios

Questão 1

Considere que dois litros de uma solução aquosa 0,30 mol/L de ácido metanoico (HCOOH) serão utilizados para formar uma solução tampão, ou seja, aquela cujo pH não se altera pela adição de ácidos ou bases. Para atingir esse objetivo, devemos misturar essa solução com dois litros de solução aquosa 0,30 mol/L de:

a) ácido perclórico (HClO4).

b) hidróxido de lítio (LiOH).

c) cloreto de potássio (KCl).

d) etilamina (H3C-CH2-NH2).

e) acetato de sódio (HCOONa).

Questão 2

No preparo de uma solução, um químico mistura 4,0 mols de HCN e 2,0 mol de KOH, completando-se o volume com água até atingir 2,0 L. Ao final do processo, espera-se que a solução resultante:

I. apresente propriedade tamponante.

II. mude para azul a cor do papel tornassol vermelho.

III. tenha caráter ácido.

Está correto o que se afirma somente em:

Dados: HCN é um ácido fraco e KOH é uma base forte.

a) I.

b) II.

c) III.

d) I e II.

e) I e III.

Mais Questões
Assuntos relacionados
A solução-tampão também pode ter o seu pH calculado como qualquer solução
Cálculo do pH de uma solução-tampão
Clique e aprenda a realizar o cálculo do pH de uma solução-tampão a partir da utilização de fórmulas em exemplos práticos.
Etapas da ionização
Dissociação e Ionização
Svant August Arrhenius, dissociação iônica, ionização, condutividade elétrica, compostos iônicos, soluções aquosas, sal de cozinha, soda cáustica, corrente elétrica, dissociação iônica.
O ácido cítrico encontrado em algumas frutas é um dos exemplos de ácidos presentes no nosso dia a dia.
Ácidos
Clique e descubra a definição de ácido, suas características, classificações e utilizações. Confira também exercícios resolvidos sobre o tema!
Bases
Conheça quais são as principais bases e como elas são classificadas. Aprenda como nomeiam-se os compostos alcalinos e quais são suas aplicações mais comuns.
Flor de Hibisco: indicador ácido-base
Características e nomenclatura das Bases
Bases, dissociação iônica, hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio, hidróxido de alumínio, íons, cátion, ânion, hidróxido de ferro, hidróxido de cobre, sabor adstringente.
Nomenclatura dos Ácidos
Clique aqui e aprenda como é feita a nomenclatura dos ácidos!
A soda cáustica é uma base (hidróxido de sódio) usada na fabricação de sabões
Bases no cotidiano
Conheça algumas das principais aplicações e origens das bases usadas no cotidiano.
Classificação das Bases
Como a solubilidade se relaciona com o grau de dissociação de bases.
É importante classificar os reagentes ácidos usados em laboratórios químicos, entre outros fatores, por questão de segurança e para manuseá-los melhor
Classificação dos ácidos
Descubra quais são os quatro critérios de classificação dos ácidos e como determinar a sua força.
O ácido clorídrico impuro é o ácido muriático usado na limpeza de azulejos
Ácido Clorídrico
O ácido clorídrico é muito interessante, pois apesar de ser corrosivo e tóxico, ele está presente no nosso suco gástrico. Quer saber mais? Leia esse texto.
Existem vários tipos de sais estudados em Química Inorgânica
Classificação dos Sais
Entenda mais a respeito da classificação dos sais através deste texto.
Quando adicionado à água, o ácido clorídrico sofre ionização
Equação de ionização dos ácidos
Veja como deve ser realizada a montagem da equação de ionização de um ácido inorgânico.
Representação dos íons de algumas bases dissociadas
Equações de dissociação das bases
Aprenda a interpretar e a construir equações de dissociação de bases!
Representação da dissociação do cloreto de amônio
Equação de dissociação de sais
Veja diversos exemplos que demonstram como montar uma equação de dissociação de sais!