Relatório avaliando a capacidade tamponante

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UNIVERSIDADE DE FORTALEZA
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
Curso de Farmácia
Capacidade tamponante de uma solução tampão
Thaís Maria de Sousa Mororó Menezes
22 de fev de 2022
Sumário
Introdução 2
Desenvolvimento teórico 2
Objetivos 4
Objetivo principal 4
Objetivos específicos 4
Metodologia 5
Materiais utilizados 5
Reagentes 5
Vidrarias 5
Equipamentos 5
Resultado e discussão 6
Considerações finais 9
Bibliografia 10
1
Introdução
Desenvolvimento teórico
Define-se então que o pH é o logaritmo negativo da concentração de hidrogênio(1) enquanto o pOH
o logaritmo negativo da concentração de hidroxilas(2), o primeiro se relacionado a acidez e o
segundo com a alcalinidade da substância. Quando o meio é ácido a concentração de íons hidrônio é
maior que de hidroxilas ,quando o meio é básico a concentração de hidroxilas é maior que de íons
hidrônio e quando o meio é neutro, como a água pura, as concentrações são iguais. Em todos os
casos a adição do pH com o pOH é sempre igual a 14 (3) e dessa forma pode-se descobrir um através
do outro. Dessa forma a escala de pH tem uma variação de 0 a 14, a 25°c, sendo que uma substância
é considerada ácida quando tem o pH < 7, é considerada alcalina quando o pH> 7 e neutra com o
pH=7.
pH = - log [H+] (1)
pOH = - log [OH-] (2)
pH + pOH = 14 (3)
Quando se adiciona uma substância ácida em água,por exemplo, ela se ioniza e ocorre um aumento
da concentração de íons de hidrogênio e uma redução na concentração de hidroxilas, por
consequência uma alteração no pH, que se tornará mais ácido. O inverso acontece quando se
adiciona uma base em água e por isso o meio fica mais alcalino. No entanto, existem substâncias
que sofrem alterações insignificantes quando se é adicionado um ácido ou uma base. O sangue, que
possui um pH levemente alcalino, é um exemplo desse tipo de substância. Dentro do corpo humano
as células precisam de um pH ideal para continuarem a funcionar normalmente, caso ele sofresse
alterações bruscas de pH nos órgãos e consequentemente suas funções seriam gravemente afetadas.
Esse tipo de substância é chamada de solução tampão.
As soluções tampões são formadas por um ácido fraco ou base fraca e seu respectivo sal. No sangue
o tampão mais importante é formado pelo o ácido carbônico (H3CO3)(4) e pelo o sal ácido, o
bicarbonato de sódio (NaHCO3)(5). Quando adicionamos um ácido, ele irá sofrer ionização liberando
H+ que irão reagir com o HCO3
- presentes no meio e originar ácido carbônico não ionizado, não
havendo variação no pH. Enquanto se adicionamos uma base, ela também será ionizada e liberará
OH- que por sua vez reagirá com H+ produzindo água, está por sua vez amplia a ionização do ácido
que repõe as quantidades de H+ mantendo o pH inalterado.
● H3CO3 ⇄ H+ + HCO3- (4)
● NaHCO3 ⇄ Na+ + HCO3- (5)
Para determinar o pH de qualquer solução existem alguns procedimentos, dentre os mais comuns
estão os métodos colorimétricos. Na prática desenvolvida, foi utilizado o método por meio das fitas
indicadoras de pH que são frequentemente usadas em laboratórios, mas que também é aplicada nos
campos da agronomia, da medicina, da biologia, da química, da nutrição, no tratamento de água e
entre outros. As tiras de pH não necessitam de nenhuma calibração, manutenção e são muito
práticas para aplicar em qualquer rotina. Elas consistem em um papel saturado com algum,ou alguns,
indicadores que ao serem embebidos com a amostra produzem uma alteração de cor. Cada valor de
pH tem uma cor( imagem 1 e 2) e elas vêm ilustradas junto a caixa do produto e para determinação
do pH da amostra se deve a comparação da cor da fita com a cores que vêm como parâmetro.
2
Além das fitas de pH, existem métodos mais precisos de aferição. O pHmetro( imagem 3) é um
equipamento de laboratório capaz de medir o potencial de hidrogênio de um líquido. Ele é composto
por 2 eletrodos, um que detecta íons de hidrogênio, a partir de mudanças na voltagem, e é
comparado com o segundo eletrodo que fornece uma voltagem constante, a diferença entre as 2
tensões é dada como o valor do pH.
Imagem 1 imagem 2 imagem 3
3
Objetivos
Objetivo principal
Avaliar a capacidade tamponante de soluções.
Objetivos específicos
Determinar o pH de soluções utilizando métodos colorimétricos e potenciométrico;
Determinar a concentração de H+ e OH- em soluções aquosas.
4
Metodologia
Materiais utilizados
Reagentes
- 5 amostras não identificadas
- H2O ( água destilada).
- Cuidados: não é uma substância perigosa.
- Solução de NaOH(hidróxido de sódio) a 0,1M:
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente, assim como o manuseio com metais dado que a
solução é corrosiva nestes materiais. Lavar as mãos após o manuseio.
- Solução de HCl ( ácido clorídrico) a 0,1M :
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente, assim como o manuseio com metais dado que a
solução é corrosiva nestes materiais.Lavar as mãos após o manuseio.
- Solução tampão de cloreto de amônio
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras
severas e lesões graves, respectivamente. Lavar as mãos após o manuseio.
- Solução tampão de acetato
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente e evitar manuseio perto de fontes de calor, pois o
líquido é inflamável. Lavar as mãos após o manuseio.
Vidrarias
- Béquer: Utilizado para diluir sólidos em líquidos, para reações de soluções, para reações de
precipitação, para a pesagem de substâncias.
- Tubo de ensaio: usado para efetuar reações químicas de pequena escala com poucos
reagentes de cada vez.
- Bastão de vidro: utilizado para misturar substâncias
Equipamentos
- PHmetro; Marca: Quimis.
- Papel indicador de pH; Marca: M nagel
5
Resultados e discussão
Os resultados da análise de pH das substâncias desconhecidas estão representados na tabela 1.
Tabela 1- valores de pH, observados no papel indicador, e concentrações de H+ e OH-
Amostra pH [H+] [OH-]
A 1 1.10-1 1.10-13
B 13 1.10-13 1.10-1
C 2 1.10-2 1.10-12
D 7 1.10-7 1.10-7
E 9 1.10-9 1.10-5
● A concentração de [H+ ] foi obtida por meio da fórmula abaixo:
pH = - log . [H+ ]
● A concentração de [OH-] foi obtida por meio das fórmulas abaixo:
pH + pOH = 14
pOH = - log . [OH- ]
● O valor do pH foi obtido através da observação e comparação entre as cores das fitas
indicadoras após a exposição às substâncias com as cores indicadas na caixa (imagem
1 e 2) para cada pH.
○ Comparação das cores antes (imagem 4) e depois de molhadas com a
amostra (imagem 5)
Antes (imagem 4) Depois (imagem 5)
Após a verificação dos pHs com as fitas indicadoras, a substância C foi submetida a análise no
pHmetro e foi observado um pH de 1,35. Com isso foi possível calcular as concentrações de
hidrogênio e das hidroxilas presentes na amostra. Esses resultados estão representados na tabela 2.
● Cálculo [H+ ]:
pH = - log . [H+ ] → [H+ ]= pH / log10
[H+ ]= 1,35 / - log10
[H+ ]= 1 . 10-1 35 → 0,00447
● Cálculo [OH-]:
Primeiro foi descoberto o valor de pOH:
pH + pOH = 14 → pOH =14 - pH
pOH = 14 - 1,35
pOH= 12,65
6
Com esse valor foi possível encontrar a concentração de [OH-]:
pOH = - log . [OH- ] → [OH- ]= pOH / log10
[OH- ]= 12,65 / log10
[OH-]= 1 . 10-12,65 → 2,23873
Os resultados da avaliação, utilizando as fitas indicadoras, da alteração do pH da água destilada com
a adição de solução ácido clorídrico 0,1M estão presente na tabela 3 e a imagem 6 mostra como
ficaram os papéis indicadores, enquanto os resultados do pH da água com a adição de solução
hidróxido de sódio 0,1M estão presentes na tabela 4 e a imagem 7 o resultado das fitas.
Tabela 3 - pH da água com a adição de solução de ácido clorídrico 0,1M
Amostra H2O +HCl 1 +HCl 2 +HCl 3 +HCl 4 +HCl 5
pH 6 4 4 33 2
● Foi adicionado 10 gotas da solução a cada aferição a partir da amostra de "+HCl 1".
imagem 6 imagem 7
Tabela 4 - pH da água com a adição de solução de hidróxido de sódio 0,1M
Amostra H2O +NaOH 1 +NaOH 2 +NaOH 3 +NaOH 4 +NaOH 5
pH 6 11 12 13 13 13
● Foi adicionado 10 gotas da solução a cada aferição a partir da amostra de "+NaOH
1".
Os resultados dos teste de pH da solução tampão de cloreto de amônio, realizados com o pHmetro,
com adição da solução de hidróxido de sódio estão exposto na Tabela 5 e os resultados da solução
tampão de acetato com adição da solução de ácido clorídrico a 0,1 ,feito com as fitas indicadoras,
estão presentes na tabela 6 e a alteração de cor das fitas na imagem 8..
Tabela 5 - pH da solução tampão com a adição de solução de hidróxido de sódio 0,1M
Amostra Tampão +NaOH 1 +NaOH 2 +NaOH 3 +NaOH 4 +NaOH 5
pH 10,84 10,41 10,37 10,39 10,39 10,39
● Foi adicionado 10 gotas da solução a cada aferição a partir da amostra de "+NaOH 1"
7
Tabela de pH da solução tampão com a adição de solução de ácido clorídrico 0,1M
Amostra Tampão +HCl 1 +HCl 2 +HCl 3 +HCl 4 +HCl 5
pH 4 4 4 4 4 4
● Foi adicionado 10 gotas da solução a cada aferição a partir da amostra de "+HCl 1".
Imagem 8
8
Considerações finais
Portanto, comparando os teste de pH realizados tanto com a água destilada tanto com duas soluções
tampões é possível concluir que estas possuem de fato capacidade tamponante por não terem
alterações significativas do pH com a adição de soluções de ácido e base fortes, diferentemente da
água que ao ser adicionado a solução de HCl 0,1M teve uma queda brusca no valor de pH, de 6 para
4, e com a adição da solução de NaOH a 0,1M uma elevação, também, acentuada, partindo de 6 para
11 na escala.
Além disso, foi possível determinar o valor de pH partir de um método colorimétrico, utilizando fitas
indicadoras de pH, e com isso conseguiu-se determinar os valores do pOH, da concentração de
hidrogênio e das hidroxilas presentes no meio. Dessa forma, todos os objetivos da prática foram
alcançados.
9
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