Como você encontraria o buffer apropriado com pKa e um pH?

Responda:

O pH da solução deve cair na faixa de buffer de uma solução tampão específica.

Explicação:

A faixa de tampão pode ser simplesmente definida como a faixa de pH em que a solução pode resistir a mudanças drásticas no pH após a adição de pequenas quantidades de um ácido ou uma base. Idealmente, o intervalo de buffer de uma solução tampão é igual a #pKa+-1#.

Para ilustrar como essa regra b√°sica pode ser aplicada, vamos dar um exemplo. Suponha que voc√™ precise preparar uma solu√ß√£o tamp√£o com um pH de 5.0 e, em seu laborat√≥rio, os √ļnicos reagentes dispon√≠veis s√£o tamp√£o acetato e tamp√£o fosfato. O principal problema agora √© qual desses dois √© adequado para fazer a referida solu√ß√£o tamp√£o.

Primeiro vamos determinar primeiro os componentes dos dois possíveis buffers. Para tampão de acetato, seu principal componente será ácido acético #(CH_3COOH)# e íon acetato #(CH_3COO^-)#. A reação de equilíbrio envolvida nesta solução será a dissociação do ácido acético na água:

#CH_3COOH# #+# #H_2O# #rightleftharpoons# #CH_3COO^-# #+# #H_3O^+#

Enquanto isso, os componentes usuais de um sistema tampão de fosfato serão #H_2PO_4^-# e #HPO_4^(2-)#. A reação de equilíbrio envolvida nesta solução será a dissociação de #H_2PO_4^-# na água:

#H_2PO_4^-# #+# #H_2O# #rightleftharpoons# #HPO_4^(2-)# #+# #H_3O^+#

O próximo passo a considerar neste problema será determinar o intervalo de buffer dos dois sistemas de buffer. Para tampão de acetato, o valor de pKa do ácido acético é igual a 4.7, de modo que #pKa+-1#, o tampão é adequado para uma faixa de pH de #4.7+-1# ou de 3.7 para 5.7.

Enquanto isso, para o tampão fosfato, o valor de pKa de #H_2PO_4^-# é igual a 7.2, de modo que o sistema tampão é adequado para uma faixa de pH de #7.2+-1# ou de 6.2 para 8.2.

Como o pH alvo do buffer a ser preparado é 5.0, o melhor sistema de buffer a ser usado será o acetato de acetato, pois o 5.0 cai na faixa máxima de buffer para esse sistema de buffer.

Nota: Para determinar o pKa do componente ácido do sistema tampão, geralmente é necessário procurar sua constante de dissociação ácida. Para determinar o pKa, use esta equação:

#pKa=-logKa#