SOLUÇÃO TAMPÃO

Juliana Vanir de Souza Carvalho

Solução Tampão

Um TAMPÃO é uma

mistura de um ácido fraco

e sua base conjugada ou

uma base fraca e seu ácido

conjugado, que resiste a

variações no pH.

Por definição, uma solução tampão resiste a

variações no pH decorrentes da diluição ou da adição

de ácidos ou bases. Geralmente as soluções tampão

são preparadas a partir de um par ácido-base

conjugado como ácido acético/acetato de sódio ou

cloreto de amônio/amônia. Os químicos empregam as

soluções tampão para manter o pH de soluções sob

níveis predeterminados relativamente constantes.

Tampões são

empregados em

inúmeras situações

envolvendo a química,

quando é desejável

manter o pH de uma

solução em um valor

pré-determinado e

relativamente constante.

Cálculos do pH de Soluções Tampão

Uma solução contendo um ácido fraco, HA, e sua base

conjugada, A, pode ser ácida, neutra ou básica,

dependendo da posição dos dois equilíbrios envolvidos:

Se o primeiro equilíbrio está mais deslocado para

a direita que o segundo, a solução é ÁCIDA.

Se o segundo equilíbrio é mais favorecido, a

solução é ALCALINA.

Essas duas expressões das constantes de

equilíbrio mostram que as concentrações relativas dos

íons hidrônio e hidróxido dependem não apenas das

grandezas de Ka e Kb, como também da razão entre a

concentração do ácido e de sua base conjugada.

Para encontrar o pH de

uma solução contendo tanto

um ácido, HA, quanto sua

base conjugada, A-,

precisamos expressar as

concentrações:

Observação

Se K↑ - solução ácida

Se K ↓ - solução

alcalina

Algumas vezes essa

suposição não funciona para

ácidos ou bases que têm

constantes de dissociação

maiores que 10-3 ou quando a

concentração molar tanto do

ácido quanto de sua base

conjugada (ou ambas) é muito

pequena.

Dentro dos limites impostos pelas hipóteses feitas

em seu desenvolvimento, pode-se afirma que a

concentração de íons hidrônio em uma solução

contendo um ácido fraco e sua base conjugada é

dependente apenas da RAZÃO ENTRE AS

CONCENTRAÇÕES MOLARES DOS DOIS

SOLUTOS.

Além disso, essa razão é INDEPENDENTE DA

DILUIÇÃO uma vez que a concentração de cada

componente varia proporcionalmente quando o volume

se altera.

A Equação de Henderson-Hasselbalch

A equação de Henderson-Hasselbalch, que é

empregada para calcular o pH de soluções tampão, é

freqüentemente encontrada na literatura biológica e em

textos de bioquímica.O sangue humano é um

sistema-tampão

ligeiramente básico ( pH

entre 7,35 e 7,45).

Um dos tampões mais

interessantes e

importantes no sangue é

formado pelo ácido

carbônico (H2CO3) e pelo

sal desse ácido, o

bicarbonato de sódio

(NaHCO3).

A equação pode ser expressa:

A equação pode ser expressa:

Propriedades das Soluções Tampão

O Efeito da Diluição

O pH de uma solução tampão permanece

essencialmente independente da diluição, até que as

concentrações das espécies que ela contém sejam

altamente diminuídas.

A Figura evidencia o contraste dos

comportamentos de soluções tamponadas e não

tamponadas em função da diluição. Para cada uma

delas, a concentração inicial do soluto é 1,00 mol/L.

A resistência da solução

tampão a variações no pH

durante a diluição é clara.

O Efeito da Adição de Ácidos e Bases

O exemplo ilustra a segunda propriedade das

soluções tampão, sua resistência a variações no pH após

a adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases

fortes.

EXEMPLO 1: Calcule o pH de uma solução de NH3

0,200 mol/L e solução NH4Cl 0,300 mol/L.

Kb (NH3) = 1,8 x 10-5

EXEMPLO 2: Calcule a variação no pH que ocorre

quando a 400 mL da solução tampão NH3/NH4Cl

(Exemplo 1) são adicionados 100 mL de :

(a) Solução NaOH 0,0500 mol/L

(b) Solução HCl 0,0500 mol/L

É interessante comparar o comportamento de uma

solução não tamponada com um pH igual a 9,07.

Pode ser prontamente demonstrado que a adição de

pequena quantidade de base à solução não tamponada

aumentaria o pH para 12,00 – uma variação de pH de

2,93 unidades.

A adição de ácido diminuiria o pH por

aproximadamente sete unidades.

Preparação de Tampões

A princípio, uma solução tampão de qualquer pH

desejado pode ser preparada pela combinação de

quantidades calculadas de um par ácido-base

conjugado adequado.

Na prática, porém, os valores de pH de tampões

preparados a partir de receitas geradas teoricamente

diferem dos valores previstos por conta das incertezas

nos valores numéricos de muitas constantes de

dissociação e das simplificações utilizadas nos

cálculos.

Em virtude dessas incertezas, preparamos tampões

gerando uma solução cujo pH seja aproximadamente

aquele desejado e então o ajustamos pela adição de um

ácido forte ou base forte até que o pH requerido seja

indicado por um pH-metro.

Os tampões são de suma importância em estudos

biológicos e bioquímicos nos quais uma concentração

baixa, mas constante de íons hidrônio (10-6 a 10-10

mol/L) precisa ser mantida durante a realização dos

experimentos.

Bibliografia

Skoog, D.A.; West, D.M.;

Holler F.J.; Crouch, S.R.,

Fundamentos de Química

Analítica, Tradução da 8a

edição Norte-Americana,

Thomson Learning, São

Paulo, 2006.