Grade 11
  1. Conceitos básicos de química  1.1. Importância da Química  1.2. Natureza e escopo da química  1.3. leis da combinação química  1.3.1. Lei da conservação da massa  1.3.2. Lei das proporções definidas  1.3.3. Lei das proporções múltiplas  1.3.4. Lei dos volumes gasosos  1.3.5. Lei de Avogadro  1.4. Teoria atômica de Dalton  1.5. Conceito de mol e massa molar  1.6. Composição percentual  1.7. Fórmula empírica e molecular  1.8. Estequiometria e Cálculos Estequiométricos  1.9. Conceito de reagente limitante
  2. Estrutura do átomo  2.1. Descoberta do elétron, próton e nêutron  2.2. Modelo Atômico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. Modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecânico quântico do átomo  2.4. Dupla natureza da matéria e da radiação  2.5. Princípio da Incerteza de Heisenberg  2.6. Números quânticos  2.7. Orbitais atômicos e suas formas  2.8. Configuração eletrônica dos elementos  2.9. Princípio de Aufbau  2.10. Princípio da exclusão de Pauli  2.11. Regra da máxima multiplicidade de Hund  2.12. Hipótese de de Broglie  2.13. Efeito fotoelétrico
  3. Classificação dos elementos e periodicidade nas propriedades  3.1. Desenvolvimento histórico da tabela periódica  3.2. Lei Periódica Moderna e Tabela Periódica  3.3. Tendências periódicas em propriedades  3.3.1. Raio Atômico e Iônico  3.3.2. Entalpia de ionização  3.3.3. Entalpia de ganho de elétrons  3.3.4. Eletronegatividade  3.3.5. Valência  3.3.6. Propriedades Metálicas e Não Metálicas  3.3.7. Estados de oxidação  3.4. Propriedades Incomuns dos Primeiros Elementos
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Abordagem de Kossel–Lewis para ligação química  4.2. Ligação iônica ou eletrovalente  4.3. Ligação covalente e suas características  4.4. Parâmetros de ligação  4.5. Teoria VSEPR  4.6. Teoria do enlace de valência  4.7. Hibridização e seus tipos  4.8. Teoria do orbital molecular  4.8.1. Ordem de ligação e estabilidade  4.9. Ligação de hidrogênio
  5. Estados da matéria  5.1. Forças intermoleculares  5.2. Leis dos Gases  5.2.1. Lei de Boyle  5.2.2. Lei de Charles  5.2.3. Lei de Avogadro  5.2.4. Lei de Dalton das pressões parciais  5.2.5. Lei de Graham da difusão  5.3. Equação do Gás Ideal e Aplicações  5.4. Gases reais e desvios do comportamento ideal  5.5. Teoria cinética molecular dos gases  5.6. Liquefação de gases  5.7. Propriedades dos Líquidos  5.8. Tensão superficial e viscosidade
  6. termodinâmica  6.1. Sistema e ambiente  6.2. Tipos de sistemas em termodinâmica  6.3. Tipos de procedimentos  6.4. Primeira lei da termodinâmica  6.5. Energia interna e entalpia  6.6. Capacidade calorífica e calor específico  6.7. Lei de Hess da soma constante de calor  6.8. Entalpia de dissociação de ligação  6.9. Entalpia de formação e combustão  6.10. Entalpia de solução e neutralização  6.11. Espontaneidade e a segunda lei da termodinâmica  6.12. Energia livre de Gibbs e suas aplicações
  7. Equilíbrio  7.1. O conceito de equilíbrio  7.2. Constante de equilíbrio e suas aplicações  7.3. Princípio de Le Chatelier  7.4. Equilíbrio iônico em soluções  7.5. Teoria de Ácidos e Bases  7.5.1. Conceito de Arrhenius  7.5.2. Conceito de Bronsted-Lowry  7.5.3. Conceito de Lewis  7.6. Escala de pH e pOH  7.7. Efeito do íon comum  7.8. Hidrólise de sais  7.9. Soluções tampão e seu mecanismo de ação  7.10. Equilíbrio de solubilidade de sais pouco solúveis
  8. Reações Redox  8.1. Conceitos de Oxidação e Redução  8.2. Número de oxidação e suas aplicações  8.3. Reações redox em termos de transferência de elétrons  8.4. Balanceamento de reações redox (métodos do número de oxidação e íon-elétron)  8.5. Tipos de reações redox  8.6. Células Eletroquímicas e Reações Redox
  9. Hidrogênio  9.1. Posição do Hidrogênio na Tabela Periódica  9.2. Isótopos do hidrogênio  9.3. Preparação de Hidrogênio  9.4. Propriedades do Hidrogênio  9.5. Hidratos e sua classificação  9.6. Água e água pesada  9.7. Peróxido de hidrogênio e suas propriedades  9.8. Usos do Hidrogênio e Seus Compostos
  10. Elementos do bloco s (metais alcalinos e alcalino-terrosos)  10.1. Elementos do Grupo 1 - Propriedades e Tendências  10.2. Elementos do Grupo 2 - Propriedades e Tendências  10.3. Unusual properties of lithium and beryllium  10.4. Compostos importantes de sódio e seus usos  10.5. Compostos Importantes de Magnésio e Cálcio
  11. Alguns elementos do bloco p  11.1. Introdução Geral aos Elementos do Bloco p  11.2. Elementos do Grupo 13  11.2.1. Boro e seus compostos  11.3. Grupo 14 Elementos  11.3.1. Carbono e seus alótropos  11.3.2. Compostos Importantes de Carbono e Silício
  12. Química Orgânica - Alguns Princípios e Técnicas Básicas  12.1. Classificação e Nomenclatura de Compostos Orgânicos  12.2. Representação estrutural de compostos orgânicos  12.3. Classificação das reações orgânicas  12.4. Efeitos Eletrônicos em Química Orgânica  12.4.1. Efeito indutivo  12.4.2. Efeito de ressonância  12.4.3. Hiperconjugação  12.5. Mecanismo de reação e espécies intermediárias  12.6. Purificação e análise qualitativa de compostos orgânicos
  13. Hidrocarbonetos  13.1. Hidrocarbonetos  13.1.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2. alceno  13.2.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2.2. Reações de adição eletrofílica  13.3. Alcinos  13.3.1. Preparação e Propriedades dos Alcinos  13.4. Aromatic hydrocarbons  13.4.1. Estrutura e propriedades do benzeno  13.4.2. Reações de substituição eletrofílica do benzeno
  14. Química Ambiental  14.1. Poluição Ambiental  14.2. Poluição atmosférica e o efeito estufa  14.3. Poluição da água e métodos de tratamento  14.4. Poluição do solo e seus efeitos  14.5. Resíduos industriais e seu tratamento  14.6. Estratégias para controle da poluição

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Soluções tampão e seu mecanismo de ação


Entender as soluções tampão é um aspecto fundamental da química, especialmente na área de equilíbrio químico. Os tampões desempenham um papel vital na manutenção dos níveis de pH em vários sistemas químicos e biológicos. Este artigo detalhado explica as soluções tampão, como funcionam e sua relevância no equilíbrio químico de maneira detalhada e simples. Vamos discutir em detalhe os componentes que compõem as soluções tampão, seu mecanismo de operação, e alguns exemplos que ilustram sua aplicação.

O que é uma solução tampão?

Uma solução tampão é um tipo especial de solução que resiste a mudanças no seu valor de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. Esta característica definidora de uma solução tampão é importante em uma variedade de aplicações científicas, incluindo sistemas bioquímicos onde as enzimas só podem funcionar de maneira ideal em níveis específicos de pH.

Componentes de uma solução tampão

As soluções tampão geralmente contêm um ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e seu ácido conjugado. Esta composição lhes permite neutralizar pequenas quantidades de ácido ou base adicionados, mantendo o pH do sistema relativamente constante. Vamos analisar esses componentes com exemplos textuais e visualizá-los abaixo.

Exemplo de um tampão ácido

Uma solução tampão ácida pode ser composta de ácido acético (CH 3 COOH) e acetato de sódio (CH 3 COONa). Aqui, o ácido acético é o ácido fraco, e o acetato de sódio fornece a base conjugada.

Ácido acético (CH3COOH) ⟷ íon acetato (CH3COO-) + H+
Acetato de sódio (CH3COONa) ⟶ CH3COO- + Na+

Exemplo de tampão básico

Uma solução tampão básica pode ser feita de amônia (NH 3) e cloreto de amônio (NH 4 Cl). Neste sistema, a amônia atua como a base fraca, enquanto o cloreto de amônio fornece o ácido conjugado.

Amônia (NH 3) + H 2 O ⟷ NH 4+ + OH-
Cloreto de amônio (NH4Cl) ⟶ NH4+ + Cl-

Como as soluções tampão funcionam?

A ação de tamponamento é principalmente o resultado de dois equilíbrios de reações reversíveis que ocorrem na solução. Este equilíbrio é significativamente afetado pela presença de um par de ácido fraco e sua base conjugada ou um par de base fraca e seu ácido conjugado.

Mecanismo de ação de tampão

O mecanismo pelo qual as soluções tampão resistem a mudanças de pH pode ser ilustrado considerando a adição de um ácido ou base a uma solução tampão.

  • Adicionando ácido a um tampão: Se uma pequena quantidade de ácido forte, como HCl, for adicionada a um tampão de ácido acético, o componente base conjugada do tampão (íon acetato, CH 3 COO-) neutraliza os íons de hidrogênio adicionados, formando mais ácido acético. Esta conversão equilibra a acidez extra. 
    CH 3 COO- + H+ ⟶ CH 3 COOH
  • Adicionando base a um tampão: Se uma pequena quantidade de base forte, como NaOH, for adicionada a um tampão, o componente ácido fraco neutraliza os íons hidróxido doando prótons (H+), formando água e aumentando a quantidade de base conjugada. 
    CH3 COOH + OH- ⟶ CH3 COO- + H 2 O

Equação de Henderson–Hasselbalch

Uma fórmula importante usada para calcular o pH de uma solução tampão é a equação de Henderson-Hasselbalch. Esta equação relaciona o pH de uma solução tampão à concentração de um ácido e sua base conjugada. A equação é dada por:

pH = pK A + log 10 [A–] / [HA]

Aqui, pK a é a constante de dissociação ácida, [A-] é a concentração da base conjugada, e [HA] é a concentração do ácido fraco.

Esta equação é usada para estimar o pH de um sistema tampão. Vamos analisar um exemplo envolvendo ácido acético e acetato de sódio:

Se você tiver 0,1 M de ácido acético e 0,1 M de acetato de sódio em uma solução e souber que o pK do ácido acético é 4,76, você pode calcular o pH da seguinte forma:

pH = 4,76 + log 10 (0,1 / 0,1)
    = 4,76 + log 10 (1)
    = 4,76 + 0
    = 4,76

Aplicações de soluções tampão

As soluções tampão são extremamente importantes em uma ampla variedade de aplicações. Elas são importantes em muitas reações químicas, processos biológicos e aplicações industriais.

  • Sistemas biológicos: Os tampões são essenciais nas funções biológicas, como a manutenção do equilíbrio do pH do sangue. Por exemplo, o sangue humano utiliza um sistema tampão de bicarbonato para manter um pH em torno de 7,4, o que é importante para as funções corporais.
  • Aplicações industriais: Os tampões são usados para manter condições ótimas para reações químicas em processos de fermentação, tingimento de tecidos e galvanoplastia.
  • Farmacêuticos: Muitos medicamentos utilizam tampões para garantir a estabilidade e a absorção adequada do medicamento no corpo.
  • Indústria alimentícia: Os sistemas tampão ajudam a controlar a acidez de alimentos e bebidas, afetando o sabor e a preservação.

Conclusão

As soluções tampão são um conceito essencial no estudo da química e desempenham um papel vital na manutenção do equilíbrio tanto em sistemas biológicos quanto químicos. Ao entender os componentes e mecanismos das soluções tampão, pode-se entender sua importância em uma variedade de campos científicos e industriais. Esta exploração aprofundada das soluções tampão destaca a importância desses fascinantes sistemas químicos nos mundos natural e tecnológico.


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Soluções tampão e seu mecanismo de ação

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