O que é uma solução-tampão?

Uma solução-tampão é uma mistura usada para evitar que o pH ou o pOH do meio sofra variações quando for adicionado ácidos fortes ou bases fortes.

Existem dois tipos de solução-tampão:

1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada;

2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado.

Vejamos exemplos de cada uma e como elas atuam quando é adicionada ao meio uma pequena quantidade de ácido ou base fortes:

1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada:

Para a formação de uma solução assim, mistura-se o ácido fraco com um sal do mesmo ânion desse ácido.

Por exemplo, considere uma solução-tampão constituída de ácido acético (H₃CCOOH_(aq)) e acetato de sódio (H₃CCOONa_(s)). Veja que ambos possuem o ânion acetato: (H₃CCOO^-_(aq)). A concentração desses íons se deve praticamente à dissociação do sal, que é grande. Já a ionização do ácido é pequena.

Agora observe o que ocorre nas seguintes possibilidades de adição:

• Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:

A adição de um ácido forte aumenta a concentração do íon hidrônio, H₃O⁺¹, e visto que o ácido acético é um ácido fraco, o ânion acetato possui grande afinidade pelo próton (H⁺) hidrônio. Dessa forma, eles reagem e mais ácido acético é formado:

Com isso, o pH do meio praticamente não sofre alteração. No entanto, se for adicionado cada vez mais ácido forte chegará o momento em que todo o ânion acetato será consumido e o efeito tampão cessará.

• Adição de uma pequena quantidade de base forte:

A adição de uma base forte aumenta a concentração dos íons OH^-. Mas esses íons são neutralizados pelos íons H₃O⁺¹ liberados na ionização do ácido acético:

Com essa reação, a concentração dos íons H₃O⁺¹_(aq) irá diminuir e haverá um deslocamento do equilíbrio no sentido de aumentar a ionização do ácido e, com isso, a variação de pH da solução será muito pequena. A concentração dos íons H₃O⁺¹_(aq) será praticamente constante.

Nesse caso também existe uma capacidade limite do tampão. Portanto, se adicionarmos cada vez mais base, o equilíbrio da ionização do ácido será mais e mais deslocado no sentido da sua ionização, até que todo o ácido seja consumido.

2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado:

Esse tipo de solução-tampão é constituído de uma base fraca e um sal solução que contenham o mesmo cátion da base.

Por exemplo, considere uma solução-tampão formada por hidróxido de magnésio, MgOH_2(aq) (base fraca) e cloreto de magnésio, MgCl_2(s) (sal). Ambos contêm o cátion magnésio (Mg²⁺_(aq)). Os íons magnésio presentes no meio são praticamente todos provenientes da dissociação do sal, pois a dissociação da base é fraca:

• Adição de uma pequena quantidade de ácido forte:

Nesse caso, os íons H₃O⁺¹ vindos da adição do ácido forte serão neutralizados pelos íons OH^-, vindos da dissociação da base fraca. Isso deslocará o equilíbrio de dissociação da base para a direita.

Assim, a variação de pH (se houver) será muito pequena, porque a concentração dos íons OH^- permanece constante. O efeito tampão irá cessar quando toda a base for dissociada.

• Adição de uma pequena quantidade de base forte:

A base forte adicionada sofre dissociação liberando íons OH^-. Visto que o hidróxido de magnésio é uma base fraca, o magnésio liberado na dissociação do sal terá maior tendência de reagir com o OH^-:

Portanto, o aumento dos íons OH^- é compensada pelo aumento proporcional de Mg(OH)_2(aq). Com isso o pH não sofre grandes alterações.

Esse efeito acaba quando todo cátion magnésio tiver sido consumido.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química