Relatorio VI

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO – UFPE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA – CCEN
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL – DQF
WANESSA MENDES DA SILVA 
DETERMINAÇÃO DE pKa e pKb A PARTIR DO pH DE UMA SOLUÇÃO TAMPÃO 
RECIFE, PERNAMBUCO
2015
Wanessa Mendes da Silva
DETERMINAÇÃO DE pKa e pKb A PARTIR DO pH DE UMA SOLUÇÃO TAMPÃO
Relatório 06, apresentado como requisito avaliativo da disciplina: Experimentos em Termodinâmica e Equilíbrio Químico, do curso: Licenciatura em Química – Turma: TA, ministrado pelo Professor. Ricardo Oliveira.
RECIFE, PERNAMBUCO
2015
Sumário
Introdução	1
Objetivo 	3
Procedimento Experimental	4
Materiais e Equipamentos 	4
Procedimento 	4
Preparação da solução tampão .....................................4
Preparação da solução tampão .............................................4
Testando a solução tampão.........................................................................5
Resultados e discussões	6
Tampão de 	6
Cálculo do pKa do ácido acético 	7
Tampão de 	8
Cálculo do pKb do hidróxido de amônia	9
Conclusão	11
Referências Bibliográficas	12
1. INTRODUÇÃO
(FELTRE, 2008, p. 336) “Dizemos que uma solução está tamponada quando ela “resiste” as variações de pH. Soluções-tampão tem grande importância nos processos biológicos. Os fluidos que existem em nosso corpo, por exemplo, são todos tamponados com o auxílio de vários ácidos, bases e sais existentes no organismo. Nosso sangue é tamponado para manter o pH em torno de 7,3 a 7,5 (uma variação de 0,4 no pH do sangue para mais ou para menos, causa morte); o suco gástrico é tamponado para manter o pH entre 1,6 e 1,8; as enzimas que catalisam as reações orgânicas que ocorrem em nosso organismo só funcionam em faixas muito estreitas de pH. Também os microrganismos vivem melhor em determinadas faixas de pH. Por essa razão, os meios de cultura são tamponados em experimentos científicos, bem como o conteúdo dos tanques de fermentação da garapa, na fabricação do álcool comum.
Certos medicamentos são também tamponados para aumentar sua eficiência ou diminuir contraindicações. Assim, por exemplo, o ácido acetilsalicílico (aspirina) é tamponado para amino-acetato de alumínio e carbonato de magnésio; com isso, procura-se torna-lo de absorção mais fácil pelo organismo reduzindo-se efeitos de irritação gástrica. Nos laboratórios, as soluções-tampão são, em geral:
· Ou uma solução de ácido fraco e um sal correspondente a esse ácido (uma solução de ácido acético [0,1 M] e acetato de sódio [0,1 M] tem pH = 4,8 é um tampão ácido);
· Ou uma solução de uma base fraca e um sal correspondente a essa base (uma solução de hidróxido de amônio [0,1 M] e cloreto de amônio [0,1 M] tem pH = 9,3 é um tampão básico). ”
(ATKINS, 2012, p. 476.) [...] Quando uma gota de ácido é adicionada a água, o pH muda significativamente. Quando a mesma quantidade, porém, é adicionada a um tampão, o pH praticamente não muda. Para entender isso, temos de examinar o equilíbrio dinâmico entre um ácido fraco e sua base conjugada em agua:
 
Para preparar um tampão que utiliza este equilíbrio, precisamos de uma solução que contém concentrações aproximadamente iguais de ácido acético e seu sal Quando algumas gotas de um ácido forte são adicionadas a esta solução, os íons recém-chegados transferem prótons para os íons para formar moléculas de e . Como os íons hidrônios adicionados são removidos pelos íons acetato, o pH se mantém quase inalterado. Na verdade, os íons acetato agem como um “ralo” para os prótons. Se, ao contrário, uma pequena quantidade de base forte for adicionada, os íons da base removeram os prótons das moléculas de para produzir e as moléculas de . Nesse caso, as moléculas de ácido acético agem como fontes de prótons. Como os íons permanece praticamente inalterada. Consequentemente, a concentração de (e o pH) também se mantém quase constante.
Vejamos, agora, o equilíbrio
Para preparar um tampão que utiliza este equilíbrio, precisamos de uma solução com concentrações semelhantes de base e de seu sal . Quando algumas gotas de uma solução de base forte são adicionadas, os íons recém-chegados removem prótons dos íons para produzir moléculas de e . Quando, porém, algumas gotas de ácido forte são adicionadas, os prótons que chegam ligam-se ás moléculas de para formar íons e, consequentemente, são removidos da solução. Nos dois casos, o pH mantém praticamente constante.[...]
Na atividade experimental aqui descrita, preparamos uma solução tampão usando ácido acético e acetato de sódio. Teoricamente, podemos considerar que a concentração da base conjugada (íon acetato) é igual a concentração do sal, usando o equilíbrio representado abaixo, e aplicando o princípio de Le Chatelier, considerando-se que a concentração do ácido acético não se altera e a concentração do íon é determinada fazendo uso da constante de equilíbrio, que é a constante de acidez ():
 
Reescrevendo a expressão, em termos de cologaritmo, temos:
Assim, medindo o pH de uma solução tampão, pode-se calcular o . Estratégia semelhante pode ser utilizada para calcular o . Nesse caso, usando uma base fraca e seu ácido conjugado.
OBJETIVO
Determinação do do ácido acético a partir de medidas de pH de uma solução tampão construída pelo par .
Determinação do da amônia a partir de medidas de pH de uma solução tampão constituída pelo par .
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS – Utilizaram-se os seguintes materiais para o experimento:
4
· Balança analítica
· pHmetro 
· 1 termômetro 0-100ºC
(±0,002ºC) 
· Solução de HCl 1,0 M
· Solução de NaOH 1,0 M
· Pipetas volumétricas e graduadas
· 4 balões volumétricos de 250 mL
· Água destilada
· 4 béqueres de 50 mL
· 1 pera
· Ácido acético glacial
· Acetato de sódio p.a
· Hidróxido de sódio p.a
· Cloreto de sódio p.a
Procedimento
O experimento foi preparado em três partes.
Preparação da solução tampão .
Prepararam-se 250 mL das seguintes soluções aquosas:
· a 0,580 M e a 0,020 M
· a 0,100 M e a 0,500 M
Em seguida aferiu-se a temperatura de cada uma das soluções e determinou-se o pH do ácido acético, comparou-se os resultados obtidos para cada solução tampão.
Preparação da solução tampão 
Prepararam-se 250 mL das seguintes soluções aquosas:
· a 0,040 M e a 0,100 M
· a 0,400 M e a 0,100 M
Em seguida aferiu-se a temperatura de cada uma das soluções e determinou-se o pH do hidróxido de amônia, comparou-se os resultados obtidos para cada solução tampão.
Testando a solução tampão
Escolheu-se duas soluções tampão, uma de cada tipo, e transferiu-se com uma pipeta volumétrica de 50 mL e em seguida para um béquer, resultando em 4 béqueres contendo 50 mL de solução tampão, devidamente rotuladas.
No primeiro béquer que contém o tampão de aceto, adicionou-se 1,0 mL de solução aquosa de HCl 1,0 M. Após a homogeneização, verificou-se o pH da solução.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Logo após a realização do experimento, foi possível montar uma tabela com todos os valores de pH encontrados nos tampões ácidos e básicos, produzidos e através da equação devidamente representada e demonstrada anteriormente encontrou-se as constantes de acidez e basicidade.
Tampão de :
· Peso Molecular:
 – 60,00 g/mol
 – 82,00 g/mol
· Para a 0,100 M:
· Para a 0,580 M:
· Para a 0,500 M:
· Para a 0,500 M:
 
	Solução
	pH
	Solução
	pH
	Tampão a 0,100M e 0,500 M
	5
	Tampão a 0,580 M e 0,200 M
	4
	Tampão + HCl
	5
	Tampão + HCl
	3
	Tampão + NaOH
	6
	Tampão + NaOH
	4
	Água
	7
	Água
	7
	Água + HCl
	2
	Água + HCl
	11
	Água + NaOH
	12
	Água + NaOH
	2
Cálculo do pKa do ácido acético:
· Para a 0,100 M:
· Para a 0,580 M:
Tampão de 
· Peso Molecular::
– 35,05 g/mol
 – 53,49 g/mol
· Para a 0,100 M (Equivale as duas soluções, pois ambas tem a mesma molaridade)
· Para a 0,400 M:
· Para a 0,0400 M:
 
	Solução
	pH
	Solução
	pH
	Tampão a 0,100M e 0,400 M
	9
	Tampão a 0,580 M e 0,200 M
	10
	Tampão + HCl
	9Tampão + HCl
	9
	Tampão + NaOH
	9
	Tampão + NaOH
	10
	Água
	7
	Água
	7
	Água + HCl
	3
	Água + HCl
	1
	Água + NaOH
	10
	Água + NaOH
	10
Calculo do pKb do hidróxido de amônia:
· Para a 0,400 M:
· Para a 0,0400 M:
CONCLUSÃO
Através desse experimento foi possível vivenciar as técnicas para medir o valor do pH assim como o manuseio de soluções tampão e encontrar os valores, tanto das constantes de acidez como das de basicidade e através disso realizar os devidos cálculos e poder fazer um comparativo com a literatura usual; tendo encontrado na literatura valores para tampões ácidos de 4,8 e para tampões básicos 9,3, sendo encontrado através desse experimento valores para tampões ácidos e básicos respectivamente dentro do padrão encontrado com diferença de 1 para mais ou para menos. 
Referências Bibliográficas
Atkins. P. & Jones, L. Princípios de Química 5ª edição, 2012.
 Apostila experimental, Experimentos em Termodinâmica e Equilíbrio Químico. Oliveira, Ricardo 2015.2.
Feltre. Ricardo. Química 2 - Físico-Química 7ª edição, 2008.
	
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