Relatório pH e CE

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Universidade Federal de Viçosa
Centro de Ciências Agrárias
Departamento de Engenharia Agrícola e Ambiental
Relatório da Aula Prática 04
pH e Condutividade elétrica
Aluna: Isabela Lima Silva
Matrícula: 55904
Professor: Alisson Borges
Viçosa-MG
2009
Introdução
O pH refere-se a uma medida que indica se uma solução líquida é ácida(pH < 7), neutra (pH= 7) ou básica/alcalina (pH > 7).Uma solução neutra só tem o valor de pH= 7 à 25°C, o que implica variações do valor medido conforme a temperatura.
O termo pH foi introduzido em 1990 pelo bioquímico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) com o objetivo de facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas (à época trabalhava no Laboratório Carlsberg,da cervejaria homônima).O “p” vem do alemão potenz,que significa poder de concentração, e o “H” é para o íon de hidrogênio(H+).Às vezes é referido do latim pondus hygrogenii.
Matematicamente, o “p” equivale ao simétrico do logaritmo (cologaritmo) de base 10 da atividade dos íons a que se refere.Para íons H+.
pH= - log10 [aH+]
Sendo que aH+ representa a atividade em mol.dm-3 .Em soluções diluídas (abaixo de 0.1 mol.dm-3), os valores da atividade se aproximam dos valores da concentração ,permitindo que a equação anterior seja escrito como abaixo: pH= -log10[H+].
O pH pode ser determinado usando um medidor de pH (também conhecido como pHmetro) , que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro.O medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que converte o valor de potencial do eletrodo em unidades de pH.Este tipo de eletrodo é conhecido como eletrodo de vidro,que na verdade, é um eletrodo do tipo “íon seletivo”. O pH pode ser determinado indiretamente pela adição de um indicador de pH na solução em análise.A cor do indicador varia conforme o pH da solução.Indicadores comuns são a fenolftaleína, o alaranjado de metila e o azul de bromofenol.Outro indicador de pH muito usado em laboratórios é o chamado papel de tornassol (papel de filtro impregnado com tornassol).Este indicador apresenta uma ampla faixa de viragem, servindo para indicar se uma solução é nitidamente ácida (quando ele fica vermelho) ou nitidamente básica (quando ele fica azul).
Obs:Embora o valor de pH compreenda uma faixa de 0 a 14 unidades,estes não são os limites para o pH.é possível valores de pH acima e abaixo desta faixa,como exemplo, uma solução que fornece pH= -1.00,apresenta matematicamente -log[H+]= -1.00, ou seja, [H+]=10 mol.L-1.Este é um valor de concentração facilmente obtido em uma solução concentrada de um ácido forte, como o HCl.
Há vários tipos de erros que podem ocorrer nas medidas do pH ocasionadas por diversos fatores, entre eles, destacam-se:
· Erros dos padrões de calibração:Uma medida de pH não pode apresentar uma precisão maior que aquela dos padrões de referência disponíveis, apresentando erros da ordem de 0.01 unidades de pH para mais ou para menos;
· Erro do potencial de junção:Há um potencial de junção na membrana que separa o meio interno do externo do eletrodo.Se a composição iônica entre esses diferentes meios apresenta-se muito distante da composição da solução tampão padrão utilizada na calibração dom eletrodo,o potencial de junção é modificado, ocasionando variações nas medidas de pH em torno de 0.01 unidades;
· Erro do deslocamento do potencial de junção:A grande maioria dos eletrodos combinados possuem um eletrodo de referência de cloreto de prata que contém em seu interior uma solução saturada de KCl.Tendo em vista a alta concentração de íons cloreto de prata, a formação de AgCl4-3 e AgCl3-2.Na membrana porosa de vidro do eletrodo , que separa as soluções interna e externa , a concentração de íons cloreto é menor (KCl está diluído),o que favorece a precipitação do AgCl.Se a solução do analito a ser medido conter um agente redutor, pode ocorrer ainda a precipitação de Ag(s) na própria membrana.Estes efeitos modificam o potencial de junção provocando um deslocamento lento do valor de pH no visor do instrumento durante um período grande de tempo.Tais erros podem ser corrigidos pela calibração do eletrodo a cada 2hs.
· Erro do sódio (erro alcalino):Quando a concentração de íons H+é baixa e a concentração de Na+ é alta, o eletrodo responde ao Na+como se este fosse o H+ e o pH medido torna-se menor que o pH verdadeiro;
· Erro ácido: em ácidos fortes, o valor do pH medido torna-se maior que o pH verdadeiro ,devido á saturação de íons H+ na superfície da membrana de vidro do eletrodo.Isto ocorre devido à saturação dos sítios ativos da membrana de vidro do eletrodo;
· Erro no tempo para atingir o equilíbrio: As medidas de pH geralmente são obtidas após algum tempo de contato do eletrodo com a solução de interesse.Em uma solução bem tamponada,sob agitação adequada, este tempo de espera fica em torno de 30 segundos.Em uma solução mal tamponada (por exemplo,próxima ao ponto de equivalência de uma titulação) necessita de um tempo maior para atingir o equilíbrio.
· Erro de hidratação do vidro: Um eletrodo hidratado apresenta uma resposta adequada às variações de pH, enquanto que um eletrodo seco, necessita ser hidratado por várias horas antes de ser realizada uma medida.
Condutividade elétrica
Condutividade elétrica é usada para especificar o caráter elétrico de um material.Ela é simplesmente o recíproco da resistividade,ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica.A unidade é a recíproca de ohm-metro, isto é ,[(Ω.m)-1].As seguintes discussões sobre propriedades elétricas usam tanto a resistividade quanto a condutividade.
Materiais sólidos exibem uma espantosa faixa de condutividade. De fato, uma maneira de classificar materiais sólidos é de acordo com a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica;dentro deste esquema de classificação existem 3 grupamentos:condutores, semicondutores e isolantes.Metais são bons condutores,tendo condutividade da ordem de 107(Ω.m)-1.No outro extremo estão os materiais com baixas condutividade,situando entre 10-10 e 10-20 (Ω.m)-1;estes são os isolantes elétricos.Materiais com condutividade intermediária geralmente entre 10-6 e 104 (Ω.m)-1,são denominados semicondutores.No sistema Internacional de Unidades, é medida em siemens por metro.É engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico.Na temperatura ambiente,o melhor condutor elétrico é a prata.Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108%; o ouro 70%; o alumínio 60% e o titânio apenas 1%. O ouro, em qualquer comparação, seja no mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou térmica para o cobre. Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente deve passar de uma superfície para outra, o ouro leva vantagem sobre os demais materiais pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico.Entre os citados, o alumínio seria o pior material para as conexões elétricas,devido à facilidade de oxidação e à baixa condutividade elétrica da superfície oxidada.Assim,um cabo condutor de cobre com os plugues de contato dourados levam vantagem sobre outros metais.Uma conexão entre superfícies de cobre,soldada com prata constitui a melhor combinação para a condução da eletricidade ou do calor entre condutores distintos.(Condutividade elétrica-Wikipédia,a enciclopédia livre).
Objetivos
Determinar o pH e a condutividade elétrica das amostras apresentadas em laboratório e atribuir-lhes classificações apropriadas.
Materiais e métodos
1-Materiais
-aparelho medidor de pH (potenciômetro ou peagâmetro) com eletrodo combinado;
-condutivímetro;
-béquer de 100 ml;
-amostras;
-soluções padrão de pH 4.0 e pH 7.0
2-Métodos
Determinação do pH:
-Calibrar o aparelho com os tampões padrão pH 4.0 e pH 7.0;
-é indispensável lavar e enxugar delicadamente, com papel absorvente os eletrodos antes e depois da aferição do aparelho com as soluções padrão;
-agitar cada amostra com o bastão de vidro individual e imediatamentemergulhar os eletrodos na solução;
-fazer a leitura do aparelho.
Determinação da condutividade elétrica
-ligar o aparelho;
-confirmar constante celular;
-pressionar a tecla (run/enter),deve aparecer a mensagem CAL 10.461 cm-1;caso não apareça este valor, ajuste a constante para CAL 10.461 cm-1 acionando a tecla CAL;
-voltar ao modo de medição usando a tecla x;
-submergir o eletrodo na amostra até que o nível do líquido coincida com a marca azul no eletrodo;
-agitar levemente o eletrodo a fim de que sejam eliminadas bolhas de ar possivelmente preás no mesmo;
-pressionar a tecla x até aparecer o símbolo (μmohs cm-1) no alto do display;
-após estabilização da leitura, apertar a tecla (auto read), depois a tecla (run/enter).Quando o símbolo AR parar de piscar, a leitura estará estável;
-desligar o aparelho (tecla com símbolo vermelho).
Resultados e discussão
1-Resultados
Os resultados obtidos encontram-se na tabela 1
	Amostras
	Condutividade elétrica
(μs cm-1)
	pH
	Água à montante da galeria de esgoto do rio São Bartolomeu
	155.9
	5.88
	Água à jusante da galeria de esgoto do rio São Bartolomeu
	168.1
	7.26
	Água residuária da suinocultura
	13.57 (Ms.cm-1)
	7.79
2-Discussão
A partir dos resultados é possível fazer as seguintes classificações:
Quanto ao pH:
	
	ácido
	neutro
	básico
	pH
	<7
	7
	>7
· Água à montante da galeria- ácida
· Água à jusante da galeria- neutra tendendo a básica
· Água residuária da suinocultura- levemente básica
Quanto à condutividade elétrica:
Classificações da água para uso na irrigação.
	
	Nenhuma restrição
	Ligeira a moderada
	Severa
	CE (ds/m)
	<0.7
	0.7 – 3
	3
· Água à montante da galeria de esgoto do rio São Bartolomeu - ligeira a moderada
· Água à jusante da galeria de esgoto do rio São Bartolomeu- ligeira a moderada
· Água residuária da suinocultura – severa
Conclusão
A partir das análises feitas em laboratório é possível concluir que os aparelhos utilizados apresentam eficácia em suas funções pois as medidas foram feitas sem maiores problemas;com os valores de condutividade elétrica e pH é possível classificar a água de maneiras diferentes levando em consideração suas propriedades e utilidades.
Bibliografia
LIDE,David R.(ed.),TAYLOR and FRANCIS.CRC Handbook of Chemistry and Physics. 88.ed (Internet 2008).boca Raton,FL.Disponível em :HBCPnetbase
HARRIS,D.C.Medida do pH com um eletrodo de vidro. Análise Química Quantitativa.6.ed.Rio de Janeiro:LTC,2005.cap.15-5,p.312-319.
MATOS,A.T.Poluição ambiental e seus efeitos.Brasília:ABEAS;Viçosa:DEA/UFV,2001.121p. (ABEAS Curso de Uso Racional dos Recursos naturais e seus Reflexos no Meio Ambiente.Módulo,6).
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