Exercícios Resolvidos: pH, pOH e Soluções Tampão

Cálculos de pH, pOH e Concentrações

Exercício 1: Tampão de Ácido Pirúvico

Calcule o pH de uma solução preparada com 0,1 mol/L de ácido pirúvico (pKa=3,85) e 2,0 mol/L de piruvato de sódio. Esta solução agirá como tampão? Justifique.

Fórmula: pH = pKa + log ([base]/[ácido])

pH = 3,85 + log (2,0 / 0,1) = 3,85 + log 20 = 3,85 + 1,3 = 5,15

Faixa de tamponamento (pKa ± 1): 2,85 a 4,85. Este tampão atuará na faixa de 2,85 - 4,85.

Exercício 2: pH de Amostra de Sangue

Uma amostra de sangue tem 1,2 x 10⁻² mol/L de bicarbonato e 1,1 x 10⁻³ mol/L de ácido carbônico (pKa= 6,4). Qual o pH desta amostra?

pH = 6,4 + log (1,2x10⁻² / 1,1x10⁻³) = 6,4 + log 10,9 = 6,4 + 1,04 = 7,44

Exercício 3: Relação Ácido/Base

Calcule a relação ácido/base em uma solução de pH 7,5 e pKa 4,76. Esta solução poderá ser utilizada como tampão?

7,5 = 4,76 + log ([base]/[ácido]) → log ([base]/[ácido]) = 2,74

[base]/[ácido] = 10^2,74 ≈ 549,5

Esta base não poderá ser usada como tampão, pois a relação base/ácido está muito elevada.

Exercício 4: Relação em Tampão de Fluoreto

Qual deve ser a relação entre a concentração de ácido fluorídrico e íon fluoreto para pH 4? (Ka= 8 x 10⁻³, pKa= 2,1)

4 = 2,1 + log ([F⁻]/[HF]) → log ([F⁻]/[HF]) = 1,9

[F⁻]/[HF] = 10^1,9 ≈ 79,4

Exercício 5: Sistema Regulador do Sangue

Sabendo que o pH do sangue é 7,4 e o pKa do H₂CO₃ é 6,4, qual a relação entre [HCO₃⁻] e [H₂CO₃]?

7,4 = 6,4 + log ([HCO₃⁻]/[H₂CO₃]) → log ([HCO₃⁻]/[H₂CO₃]) = 1,0

[HCO₃⁻]/[H₂CO₃] = 10¹ = 10/1

Conclusão: A concentração de HCO₃⁻ é 10 vezes a concentração de H₂CO₃.

Exercício 6: Tampão Fosfato na Urina

Com base na equação H₂PO₄⁻ ⇌ HPO₄²⁻ + H⁺ (pKa= 6,8), qual a relação [HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻] em uma urina com pH 7,8?

7,8 = 6,8 + log ([HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻]) → log ([HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻]) = 1,0

[HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻] = 10¹ = 10/1