Simulador de tampão
Equações desta simulação
| pKa | Tampão | o pH em que o ácido está metade dissociado; um tampão funciona melhor a até cerca de 1 unidade dele | |
|---|---|---|---|
| [A⁻] ÷ [HA] | razão entre a forma básica e a forma ácida | Henderson-Hasselbalch: adicionar ácido transforma A⁻ em HA, adicionar base faz o contrário, e o pH acompanha o logaritmo da razão |
Com os valores atuais:
| C_T | Concentração total do tampão (mM) | forma ácida mais forma básica, diluídas pelo volume das adições | |
|---|---|---|---|
| Kw | produto iônico da água | 10⁻¹⁴ a 25 °C | |
| [H⁺] | concentração de íons hidrogênio | resolvida de forma exata a partir deste balanço de prótons, então o pH fica certo mesmo longe do pKa, onde Henderson-Hasselbalch falha |
Com os valores atuais:
| β | capacidade tamponante | mols de ácido ou base forte por litro necessários para mudar o pH em 1; máxima em pH = pKa e proporcional a C_T |
|---|
Com os valores atuais:
| V | volume | começa com 100 mL em cada béquer; a água pura não tem nada que absorva o ácido adicionado, então seu pH cai direto para cerca de −log do excesso |
|---|
Com os valores atuais:
Como usar o simulador de tampão
- O béquer da esquerda tem um tampão e o da direita o mesmo volume de água pura. Aperte Adicionar ácido ou Adicionar base, ou escolha continuar adicionando, e a mesma quantidade vai para os dois. Os líquidos ficam coloridos como com indicador universal e o pH aparece acima de cada béquer.
- No tampão as moléculas azuis da forma ácida ficam amarelas (forma básica) quando se adiciona base e voltam quando se adiciona ácido, enquanto os pontos vermelhos de H₃O⁺ continuam raros. Na água cada gota aparece como H₃O⁺ ou OH⁻ livre e o pH pula várias unidades. O gráfico desenha a curva de titulação inteira nos dois sentidos para cada béquer.
- Mude o tampão, sua concentração e a razão inicial entre base e ácido. Um tampão é mais forte no seu pKa e quando concentrado, e se esgota quando uma das formas acaba, como mostra a leitura de quanto ácido ou base ele ainda aguenta. Para preparar um num pH escolhido, use a Calculadora de tampão.
Perguntas frequentes
Como funciona um tampão?
Ele contém juntos um ácido fraco e sua base conjugada, como o ácido acético e o acetato. O H⁺ adicionado é captado pela base (A⁻ + H⁺ → HA) e o OH⁻ adicionado pelo ácido (HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O). Em vez de o H⁺ livre mudar muito, a razão entre A⁻ e HA muda um pouco, e o pH acompanha o logaritmo dessa razão.
O que é a equação de Henderson-Hasselbalch?
pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA]). Com quantidades iguais das formas ácida e básica o pH é igual ao pKa; dez vezes mais base dá pKa + 1, dez vezes mais ácido pKa − 1. É uma aproximação excelente entre pKa − 1 e pKa + 1 em concentrações comuns, e a simulação a mostra ao lado do pH exato.
O que é capacidade tamponante?
Quanto ácido ou base forte um tampão consegue absorver por unidade de mudança de pH. É máxima em pH = pKa, cai dos dois lados e é proporcional à concentração total: um tampão de 100 mM resiste a dez vezes mais ácido que um de 10 mM. Escolha um tampão cujo pKa esteja a menos de 1 do pH de que você precisa.
Por que o pH da água cai tanto com uma gota de ácido?
A água pura tem só 10⁻⁷ M de H⁺. Um mililitro de HCl 1 M em 100 mL dá cerca de 0,01 M de H⁺, cem mil vezes mais, então o pH cai de 7 para 2. Num tampão o mesmo ácido vira o ácido fraco HA e o H⁺ livre quase não muda.
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