Solucoes e pH (1)

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<p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 1/26</p><p>Soluções e pH</p><p>Química Geral e dos Alimentos</p><p>1. Introdução</p><p>Você já reparou que a maioria das “coisas” que usamos no nosso dia-a-dia são misturas? Pensa aí...</p><p>Comidas, bolos, pudins, o cafezinho, o refrigerante, os sucos, pastas, pomadas, cremes, cimento,</p><p>bijuterias, aços, plásticos, o soro, a água mineral... sabia?</p><p>Dentro desse universo de misturas, existem misturas homogêneas, aquelas “realmente” misturadas</p><p>e as misturas heterogêneas, que não ficam perfeitamente misturadas, separando os componentes.</p><p>Outro tema interessante no nosso cotidiano se chama pH. Já ouviu falar?</p><p>Um bioquímico dinamarquês inventou uma medida de acidez/basicidade (alcalinidade) de uma</p><p>solução aquosa. A medida de pH é importantíssima em vários produtos. Já reparou o azeite? E o</p><p>pH das águas minerais, já olhou o rótulo?</p><p>Desse modo, buscando explicar as misturas e a medida de pH, este tópico abordará conceitos bem</p><p>aplicados e muito importantes no universo da nutrição. Está preparado(a)? Então, vamos começar!</p><p>2. Soluções</p><p>A palavra solução vem da palavra latina solutio, cujo significado é decompor, dissolver, derreter</p><p>ou dissipar. Daí o porquê de utilizarmos esta palavra no dia a dia, em um contexto de resolução de</p><p>problema, pois para resolvermos um problema há todo um trabalho de análise e divisão</p><p>(“decomposição”), para que ele seja compreendido e, por fim, resolvido, ou seja, chegue-se à</p><p>solução do problema.</p><p>Mas, para nós, no “mundo da Química”, tecnicamente falando, solução é o nome dado a dispersões</p><p>cujo tamanho das moléculas dispersas é menor que 1 nanômetro (10 centímetros), ou, ainda, uma</p><p>solução é caracterizada por ser um sistema perfeitamente homogêneo (tanto a olho nu quanto ao</p><p>microscópio), por ser impossível separar o disperso (soluto) do dispersante (solvente) por</p><p>processos físicos.</p><p>-7</p><p>https://www.dicionarioetimologico.com.br/solucao</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 2/26</p><p>Antes de começarmos a falar sobre as soluções propriamente ditas, é importante que você relembre</p><p>algumas definições.</p><p>Ilustração típica do preparo de uma solução, no qual se faz a mistura de um soluto (disperso) em um solvente</p><p>(dispersante).</p><p>2.1. Termos importantes no estudo das</p><p>soluções</p><p>Vamos usar alguns termos neste Tópico que você, provavelmente, já conhece, mas é bom dar uma</p><p>relembrada, não é?</p><p>Misturas: são constituídas de dois ou mais tipos de substâncias, mecanicamente misturadas</p><p>em qualquer proporção, que podem ser separadas. As substâncias constituintes de uma mistura</p><p>conservam suas propriedades originais. Existem dois tipos de mistura:</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img01-1-768x417.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 3/26</p><p>Fase: é o nome dado a cada parte homogênea de uma mistura heterogênea (ou sistema</p><p>heterogêneo). Por exemplo: na mistura heterogênea água e óleo de soja, a água representa uma</p><p>fase e o óleo representa outra fase. Nesse caso, o sistema é bifásico. Existem sistemas trifásicos,</p><p>tetrafásicos, polifásicos...</p><p>Vale ressaltar que misturas homogêneas, por definição, são sempre monofásicas.</p><p>Solvente: é um dos componentes de uma solução. É a substância que solubiliza, dissolve. É</p><p>quem faz a ação de solvatar, a solvatação (solubilização). De maneira geral, é a substância</p><p>presente em maior quantidade em uma solução.</p><p>Soluto: é o outro componente de uma solução. É a substância solubilizada, dissolvida. É quem</p><p>sofre a ação, é solvatada. Geralmente, o soluto está presente em menor quantidade que o</p><p>solvente em uma solução.</p><p>É importante esclarecer que uma solução pode ter mais de um soluto. Exemplo: a água do mar.</p><p>Mistura homogênea - na qual os constituintes estão uniformemente misturados, em uma única</p><p>fase, e, dessa forma, as propriedades e composição da mistura homogênea são as mesmas em</p><p>qualquer parte ou porção da mistura. É chamada de SOLUÇÃO! Exemplo: água + sal de cozinha.</p><p>Fique sabendo!</p><p>“Soluções falsas”:</p><p>Muito cuidado com as chamadas “soluções falsas”. São aquelas misturas que parecem homogêneas,</p><p>mas não são!</p><p>Os principais exemplos de soluções falsas do nosso dia a dia são o leite, os sucos e o nosso sangue.</p><p>Parecem que são homogêneos, mas não são, ok?</p><p>Por isso que as soluções são também chamadas de “soluções verdadeiras”.</p><p>Mistura heterogênea - na qual as substâncias constituintes não estão uniformemente misturadas</p><p>(se encontram em mais de uma fase). Desse modo, as propriedades e a composição de uma mistura</p><p>heterogênea não são as mesmas através da mistura. Exemplo: água + óleo de soja.</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 4/26</p><p>Diferenciação de mistura homogênea (monofásica) e mistura heterogênea. Ressaltando que a mistura homogênea é uma</p><p>solução.</p><p>2.2. Classificação das soluções</p><p>É muito importante você perceber que as propriedades físicas e químicas de uma mesma solução</p><p>são constantes em toda sua extensão, e irão depender da composição, que varia de solução para</p><p>solução (Maia, Bianchi, 2007).</p><p>As substâncias químicas presentes nos organismos de animais e vegetais estão dissolvidas em água,</p><p>constituindo, desse modo, soluções. No cotidiano, a maioria das soluções é líquida. Mas não</p><p>existem apenas soluções líquidas, sabia?</p><p>As soluções são classificadas utilizando três critérios diferentes:</p><p>O estado de agregação da solução;</p><p>A proporção entre soluto e solvente;</p><p>O limite de solubilidade do soluto no solvente.</p><p>Vamos ver cada uma dessas classificações!</p><p>a) Quanto ao estado de agregação da solução:</p><p>Solução sólida: os componentes desse tipo de solução se encontram no estado sólido. Exemplos:</p><p>ligas metálicas de “bronze” (cobre e estanho), “latão” (cobre e zinco), o “ouro 18” (liga que contém</p><p>75% de ouro e 25% de outros metais (geralmente, cobre e/ou prata)) e os vários tipos de aço.</p><p>Solução líquida: é uma solução formada por solventes no estado líquido e solutos que podem</p><p>estar no estado gasoso, líquido ou sólido, de modo que a mistura homogênea resultante seja</p><p>líquida. Exemplos: oxigênio dissolvido em água, etanol solubilizado na gasolina e sal de cozinha</p><p>solubilizado em água.</p><p>Lembrando que, para ser uma solução verdadeira, o soluto sólido tem que ser perfeitamente solúvel</p><p>no solvente e o soluto líquido tem que ser perfeitamente miscível com o solvente.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img02-1-768x306.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 5/26</p><p>Vale salientar ainda que sempre que o solvente é a água, chamamos a solução resultante de</p><p>solução aquosa, independentemente de quem são os solutos. As soluções aquosas serão nosso</p><p>principal objeto de estudo neste Tópico, ok?</p><p>Solução gasosa: será toda mistura formada exclusivamente por substâncias gasosas. Como os</p><p>gases se dispersam uns nos outros, eles sempre se misturam. Desse modo, toda e qualquer mistura</p><p>entre gases é homogênea, constituindo-se em uma solução gasosa. O grande exemplo é o “nosso” ar</p><p>atmosférico.</p><p>b) Quanto à proporção entre soluto e solvente</p><p>Solução diluída: a quantidade de soluto é pequena, comparada a uma outra solução (que será,</p><p>desse modo, uma solução mais concentrada).</p><p>Solução concentrada: quando a quantidade de soluto é maior, comparada a uma outra solução</p><p>(que será, desse modo, uma solução mais diluída).</p><p>Essa classificação é relativa. Ou seja, é sempre comparativa. Observe a Figura a seguir, para</p><p>facilitar seu entendimento.</p><p>Verifique que, quando temos valores explícitos, fica mais fácil para definirmos se uma solução é</p><p>mais diluída ou mais concentrada que a outra. No exemplo mostrado,</p><p>a solução “1” tem menor</p><p>quantidade de soluto (1 g) que as soluções “2” e “3” (2 e 3 g, respectivamente). Por isso é a mais</p><p>diluída. Por outro lado, a solução “3” tem maior quantidade de soluto que as soluções “1” e “2”; por</p><p>isso, é a mais concentrada.</p><p>Para você entender como essa classificação é relativa, observe a solução “2”: podemos dizer que ela</p><p>é mais concentrada que a solução “1”, não é? Mas podemos dizer também, sem errar, que a solução</p><p>“2” é mais diluída que a solução “3”, concorda? Entendeu essa questão de comparação?</p><p>Quando temos soluções de solutos coloridos, a intensidade da cor pode ser um indicativo da maior</p><p>ou menor concentração, facilitando a classificação.</p><p>Vale salientar que essa comparação ficou mais fácil no exemplo anterior porque as quantidades de</p><p>solvente eram as mesmas nas três soluções. Mas, e se as quantidades de solventes forem diferentes?</p><p>Veja o próximo exemplo.</p><p>Comparação entre três soluções: soluções diluídas e concentradas.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img04_-768x352.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 6/26</p><p>Observe que, nesse exemplo, as duas soluções apresentam volumes diferentes de solvente. Na</p><p>solução “1” temos 50 mililitros de água e na solução “2” temos 25 mililitros do mesmo solvente.</p><p>Desse modo, mesmo tendo mais soluto na solução “1” (3 gramas x 2 gramas), a solução “2” é a mais</p><p>concentrada, pois, proporcionalmente, há maior quantidade de solvente na solução “2” do que</p><p>na solução “1”. Para você enxergar isso, basta “transformar matematicamente” a solução “1” para</p><p>comparar com a solução “2” (ou vice-versa). Acompanhe: se dividirmos a solução “1” pela metade</p><p>(50 ÷ 2), teremos os mesmos 25 mililitros da solução “2”, não é? Ora, como pegamos só a metade</p><p>da solução “1”, proporcionalmente, só pegamos a metade do soluto também (3 g ÷ 2), ou seja,</p><p>1,5 gramas. Desse modo, a solução “1” é equivalente a uma solução que contém 1,5 gramas de NaCl</p><p>em 25 mililitros de água. Como a solução “2” tem 2,0 gramas de NaCl nesse mesmo volume (25</p><p>mL), a solução “2” é mais concentrada que a solução “1”. Entendeu?</p><p>Fácil? Espero que sim.</p><p>Vamos em frente!</p><p>c) Quanto ao limite de solubilidade do soluto no solvente:</p><p>A maioria das substâncias dissolve-se, em certo volume de solvente, em quantidade limitada.</p><p>Solubilidade é a quantidade máxima de um soluto que pode ser dissolvida em um determinado</p><p>volume de solvente, a uma dada temperatura, formando um sistema estável (a temperatura é uma</p><p>Comparação entre duas soluções com volumes diferentes.</p><p>Processos de diluição e de concentração</p><p>É muito comum no nosso cotidiano fazermos diluições ou concentrações sem perceber que</p><p>estamos fazendo um desses processos.</p><p>Por exemplo: ao fazer um suco e perceber que ele ficou muito forte (concentrado), colocamos mais</p><p>água (solvente); esse é um exemplo de diluição. Quando compramos um produto de limpeza</p><p>concentrado e diluímos na água, trata-se também de uma diluição.</p><p>Por outro lado, quando fazemos um molho e o aquecemos, para dar uma “reduzida”, estamos</p><p>evaporando a água (solvente) do molho, removendo-a; esse é um exemplo de concentração.</p><p>Quando vamos tomar um suco e o achamos pouco doce, com pouco açúcar, e colocamos mais</p><p>açúcar (soluto), isso também é uma concentração.</p><p>De modo geral, então, podemos definir que diluir uma solução é adicionar solvente e concentrar</p><p>uma solução é adicionar soluto ou remover solvente (por evaporação, sem remover o soluto).</p><p>Podemos ilustrar assim:</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img01-768x182.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 7/26</p><p>variável muito importante para a solubilidade; de maneira geral, quanto maior a temperatura,</p><p>maior a capacidade do solvente em solubilizar o soluto).</p><p>Quanto à solubilidade as soluções podem ser classificadas em:</p><p>Solução insaturada (ou não saturada): quando a quantidade de soluto está abaixo da</p><p>quantidade máxima permitida para certa quantidade de solvente (está abaixo do limite de</p><p>solubilidade), em determinada temperatura.</p><p>Solução saturada: nesse caso, a quantidade de soluto é a máxima permitida para certa</p><p>quantidade de solvente (está exatamente no limite de solubilidade), em determinada temperatura.</p><p>Solução saturada com precipitado (“ppt”) (ou corpo de fundo): nesse caso, a quantidade</p><p>de soluto está acima do limite solubilidade. O excesso se deposita no fundo do recipiente</p><p>(precipita), não fazendo parte da solução.</p><p>Entenda que, nesse caso, a solução é a quantidade de soluto dissolvida no solvente (no caso a</p><p>solução saturada). O precipitado não compõe a solução, pois não está dissolvido.</p><p>Para ilustrar estas classificações, observe o exemplo a seguir.</p><p>Avalie, no exemplo anterior, a classificação das quatro soluções. As duas primeiras são soluções</p><p>insaturadas e as duas últimas são soluções saturadas. Por quê? Tem que usar um pouquinho de</p><p>matemática, ok?</p><p>Foi informado no exemplo que o limite de solubilidade do NaCl é de 36 g para cada 100 mL de</p><p>água. Como colocamos 50 mL de água, o limite é de 18 g de NaCl. Observe o raciocínio matemático</p><p>(“regra de três”):</p><p>Logo, o limite de solubilidade do NaCl, considerando 50 mililitros de água, é de 18 gramas.</p><p>Voltando às quatro soluções, as soluções “1” e “2” são insaturadas porque a quantidade de soluto</p><p>(NaCl) está abaixo do limite (15 g e 17,99 g estão abaixo de 18 g, que é o limite para 50 mL).</p><p>Percebeu? Se o limite é de 18 gramas em 50 mililitros, qualquer quantidade menor que 18 g</p><p>caracterizará uma solução insaturada. Mesmo sabendo que a solução “2” é mais concentrada que a</p><p>solução “1”, ambas são insaturadas.</p><p>Comparação entre quatro soluções: soluções insaturadas e saturadas (as cores são só ilustrativas. As soluções de cloreto</p><p>de sódio são incolores).</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img06-768x226.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img07.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 8/26</p><p>Já as soluções “3” e “4” são saturadas. É isso mesmo! Elas são iguais, igualmente saturadas, pois</p><p>nas duas soluções a quantidade de soluto dissolvida é a mesma (18 g). 50 mililitros de água “só”</p><p>conseguem solubilizar 18 gramas de NaCl. O excesso de soluto (quantidade acima do limite)</p><p>precipita, não ficando dissolvida na água; logo, não faz parte da solução. Lembrando a definição,</p><p>solução é uma mistura homogênea. O que não está dissolvido não pertence à solução.</p><p>Podemos calcular a massa do precipitado, do excesso. Se o limite, neste exemplo, é de 18 g e</p><p>colocaram-se 20 g, a massa do precipitado seria de 2 g.</p><p>Um detalhe prático: para prepararmos uma solução saturada, basta colocarmos soluto até que</p><p>observemos que começa a não haver dissolução, começa a dar precipitado. Nesse momento,</p><p>sabemos que a solução está saturada.</p><p>É muito importante ressaltar que existem inúmeros solventes além da água, como o etanol (que</p><p>chamamos popularmente apenas de “álcool”), a acetona, o éter etílico (que chamamos</p><p>popularmente apenas de “éter”), o clorofórmio, o hexano, a benzina, o tíner, etc. Mas, como via de</p><p>regra, as reações em laboratório e no nosso organismo acontecem em meio aquoso, ou seja, tendo a</p><p>água como solvente, daremos ênfase ao estudo das soluções aquosas, ok?</p><p>Fique sabendo!</p><p>Solução supersaturada - um caso especial</p><p>Por definição uma solução supersaturada é uma solução que contém uma quantidade de soluto</p><p>superior ao limite de solubilidade, a uma dada temperatura, mas o soluto está dissolvido. A solução</p><p>supersaturada é instável, e a mínima perturbação do sistema faz com que o excesso de soluto</p><p>dissolvido precipite, tornando-se uma solução saturada com presença de corpo de fundo (Brown,</p><p>Lemay, Bursten, 2005, p. 451).</p><p>Em</p><p>geral, podem-se obter soluções supersaturadas aquecendo uma solução saturada que tenha</p><p>parte do soluto não dissolvido. O aquecimento deve ser realizado até que todo o soluto presente se</p><p>dissolva. Um resfriamento lento, com a solução em repouso, até a temperatura inicial, pode</p><p>permitir a obtenção da solução supersaturada, desde que o soluto não tenha cristalizado.</p><p>O mel, o melado de cana de açúcar e os xaropes são alguns exemplos de soluções supersaturadas</p><p>usadas no dia a dia.</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 9/26</p><p>Aprendendo!</p><p>No “universo das soluções aquosas”, existe um critério de classificação com base na capacidade da</p><p>solução de conduzir ou não corrente elétrica (Braathen, 2009).</p><p>As soluções aquosas capazes de conduzir corrente elétrica são chamadas de soluções eletrolíticas</p><p>ou soluções iônicas, pois a condutividade deve-se à presença de íons no meio aquoso. Esses íons</p><p>podem ser provenientes de dois processos: a dissociação iônica (quando o soluto é iônico - uma</p><p>base ou um sal) ou a ionização (quando o soluto é molecular, mas é capaz de ionizar - um ácido ou</p><p>o hidróxido de amônio (NH OH)). Como exemplo do cotidiano, temos a água do mar e a água</p><p>mineral.</p><p>Por outro lado, as soluções aquosas que não possuem a capacidade de conduzir corrente elétrica</p><p>são chamadas de soluções não eletrolíticas ou soluções moleculares. Esse tipo de solução é</p><p>proveniente da dissolução de alguma substância molecular que não é capaz de sofrer ionização.</p><p>Um bom exemplo é uma solução de sacarose (“açúcar comum”) em água.</p><p>4</p><p>2.3. Concentração das soluções</p><p>Por definição, uma solução é mistura homogênea entre um solvente e um ou mais solutos. Desse</p><p>modo, para conhecermos uma solução, precisamos de duas informações: quem são os componentes</p><p>dessa solução (composição qualitativa) e a composição quantitativa, ou seja, as quantidades de</p><p>solvente e soluto(s) (Maia, Bianchi, 2007).</p><p>Muitas vezes, no nosso dia a dia , só precisamos saber a composição qualitativa. No entanto, em</p><p>variadas ocasiões, a quantidade de soluto e de solvente presente na solução deve ser exata, como,</p><p>por exemplo, no caso de injeções intravenosas (como o soro fisiológico), de medicamentos e de</p><p>soluções usadas em laboratórios e indústrias químicas.</p><p>Desse modo, os cientistas criaram o termo “concentração de soluções”, que é definida como a</p><p>quantidade de soluto que existe em uma quantidade padrão de solução ou em uma quantidade</p><p>padrão de solvente.</p><p>Nós vamos estudar aqui as principais formas de se expressar as concentrações, ok? Prepare-se para</p><p>um pouco de matemática!</p><p>Para facilitar seu entendimento, lembre-se de que soluções são misturas homogêneas, ou seja,</p><p>quando pegamos uma parte (uma porção) de uma solução, pegamos uma quantidade de solvente e</p><p>soluto(s) proporcionais ao todo. Por exemplo: imagine que você tenha uma garrafa de dois litros de</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 10/26</p><p>um “refrigerante de cola”, que contém 220 gramas de açúcar. Você, com muita sede, toma meio</p><p>litro deste refrigerante. Quanto de açúcar você terá ingerido? A resposta são incríveis 55 gramas!</p><p>Percebeu a lógica matemática na resposta?</p><p>Olha só: meio litro (0,5 L) é a 4ª parte (1/4) de dois litros (2 L). Como em dois litros de refrigerante</p><p>(a solução) tínhamos 220 gramas de açúcar (o soluto), quando você tomou 1/4 do refrigerante, você</p><p>ingeriu, proporcionalmente, a 4ª parte do açúcar que estava presente no refrigerante, pois se trata</p><p>de uma mistura homogênea. Ou seja, 220 g ÷ 4, que dá 55 gramas de açúcar.</p><p>Olha o raciocínio matemático (“regra de três”):</p><p>Como as relações matemáticas envolvendo soluções são proporcionais, podemos usar a “regra de</p><p>três” como ferramenta matemática nos problemas que virão à frente, ou as fórmulas, mas sempre</p><p>observando as diferentes unidades das grandezas a serem utilizadas.</p><p>2.3.1 Unidades de concentração das soluções</p><p>Um fato importante é que as concentrações das soluções podem ser medidas usando-se diferentes</p><p>unidades ou relações numéricas, que dependem das grandezas que estão sendo relacionadas. As</p><p>grandezas mais utilizadas envolvem a massa (m) e o volume (V). Essas diferentes formas de</p><p>exprimir as concentrações das soluções são chamadas de “unidades de concentração”.</p><p>Vamos ver as quatro principais unidades de concentração, que são:</p><p>Concentração comum ou Concentração g/L (C);</p><p>Concentração molar ou Molaridade ou Concentração mol/L (M);</p><p>Concentração percentual ou Percentagem (%);</p><p>Partes por milhão (ppm).</p><p>a) Concentração comum ou concentração g/L (C):</p><p>A concentração comum é a relação entre a massa de soluto, em gramas, e o volume de solução, em</p><p>litros (NÃO é o volume de solvente).</p><p>Onde:</p><p>C = concentração (g/L); m = massa do soluto (g); V = Volume de solução (L).</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img08.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img09.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 11/26</p><p>Significado: a concentração comum nos indica a quantidade de soluto, em gramas, que existe em</p><p>um litro de solução. Ou seja, uma solução 2,0 g/L possui dois gramas de soluto dissolvidos em um</p><p>litro de solução; uma solução 15 g/L possui 15 gramas de soluto dissolvidos em um litro de solução.</p><p>Veja o exemplo: num recipiente de volume máximo de dois litros foram adicionados 30 gramas de</p><p>sal de cozinha (NaCl). Se, após este procedimento, for adicionada uma quantidade de água para</p><p>encher todo o recipiente, qual será a concentração comum da solução?</p><p>O cálculo é feito seguindo o raciocínio:</p><p>Ou seja, nesta solução há 15 gramas de soluto por litro de solução.</p><p>Entendeu?</p><p>(Pode se resolver também por uma regra de três!)</p><p>b) Concentração molar ou Molaridade ou Concentração mol/L (M)</p><p>A concentração molar de uma solução de um soluto X é o número de mols deste soluto contido em 1</p><p>L de solução (NÃO em 1 L de solvente). Sua unidade é M ou mol L (ou mol/L).</p><p>Onde:</p><p>M = concentração molar (mol/L); n = número de mols do soluto (mol); V = Volume de solução (L).</p><p>Vale relembrar que o n° de mols (n) de uma substância está relacionado à sua massa, em gramas, e</p><p>à sua massa molar (MM), assim:</p><p>Veja o exemplo: qual a concentração molar de uma solução aquosa que contém 13,68 g de açúcar</p><p>(C H O ) em 2,0 litros de solução? (dado: MM = 342 g mol )</p><p>Primeiro, temos que calcular o n° de mols de açúcar equivalente aos 13,68 g: n = m/MM → n =</p><p>13,68 g/342 g mol → n = 0,04 mol de açúcar.</p><p>-1</p><p>12 22 11 C12H22O11</p><p>-1</p><p>-1</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img10-1.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img11.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img12.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 12/26</p><p>Daí podemos determinar a concentração molar de açúcar nesta solução;</p><p>M = n/V → M = 0,04 mol/2 L → M = 0,02 mol/L ou 0,02 mol L ou 0,02 molar.</p><p>Ou seja, nesta solução há 0,02 mol de açúcar por litro de solução.</p><p>Entendeu?</p><p>(Pode se resolver também por regra de três!)</p><p>c) Concentração percentual ou percentagem ou porcentagem (%)</p><p>A percentagem de uma substância em uma solução é a relação entre a quantidade de soluto em</p><p>“100” de solução.</p><p>Existem três formas de se exprimir a percentagem: em massa, em volume ou em massa/volume:</p><p>% em massa (% m/m):</p><p>-1</p><p>Aprendendo mais uma! Ou seria relembrando?</p><p>Cálculo das massas molares (MM):</p><p>Para determinarmos as massas molares (MM) das substâncias, utilizamos as massas dos átomos</p><p>(Tabela Periódica) que compõem a substância e a quantidade dos mesmos. Observe os exemplos:</p><p>Ex. 1. — H O: (H = 1 g/mol e O = 16 g/mol).</p><p>MM H O = (2 x</p><p>1) + (1 x16) = 18 g/mol.</p><p>Ex. 2 — KNO : (K = 39 g/mol, N = 14 g/mol e O = 16 g/mol).</p><p>MM KNO  = (1 x 39) + (1 x 14) + (3 x 16) = 101 g/mol.</p><p>Ex. 3 — C H O : (C = 12 g/mol, H = 1 g/mol e O = 16 g/mol).</p><p>MM C H O  = (12 x 12) + (22 x 1) + (11 x 16) = 342 g/mol.</p><p>Ex. 4 — Ca (PO ) : (Ca = 40 g/mol, P = 31 g/mol e O = 16 g/mol).</p><p>MM Ca (PO )  = (3 x 40) + (2 x 31) + (8 x 16) = 310 g/mol.</p><p>Entendeu?</p><p>2</p><p>2</p><p>3</p><p>3</p><p>12 22 11</p><p>12 22 11</p><p>3 4 2</p><p>3 4 2</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img14.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 13/26</p><p>Usada para soluções sólidas ou soluto sólido com a massa do solvente, pois trabalha com</p><p>as massas de soluto e solução. Por exemplo: o soro fisiológico é uma solução 0,9% (m/m) de NaCl</p><p>em água; ou seja, contém 0,9 g de NaCl (soluto) em 100 g (NÃO mL) de solução. Para se preparar o</p><p>soro mistura-se 0,9 g de NaCl com 99,1 g de água.</p><p>É importante salientar que, neste caso, as massas, tanto do soluto quanto a do solvente, devem ter</p><p>as mesmas unidades.</p><p>% em volume (% v/v):</p><p>Usada para soluções gasosas ou soluto e solvente líquidos, pois trabalha com os volumes de</p><p>soluto e solução. Por exemplo: a ar atmosférico é uma solução gasosa que contém 20 % (v/v) de</p><p>oxigênio. Isso significa que existem 20 litros de oxigênio (soluto) em cada 100 litros de ar</p><p>atmosférico (solução); ou seja, 100 L de ar atmosférico contém 20 L de oxigênio e 80 L de outros</p><p>gases.</p><p>É importante salientar que, neste caso, os volumes, tanto do soluto quanto do solvente, devem ter</p><p>as mesmas unidades.</p><p>% massa/volume (% m/v):</p><p>Nesse caso, usa-se para soluções que tenham soluto sólido e solvente líquido, pois</p><p>trabalha-se com a massa do soluto e o volume da solução. Por exemplo: o vinagre é uma solução</p><p>líquida que contém 4 % (m/v) de ácido acético. Isso significa que existem 4 g de ácido acético</p><p>(soluto) em cada 100 mililitros de vinagre (solução).</p><p>Neste caso, é muito importante verificar as unidades, pois como se trata de grandezas diferentes</p><p>(massa de soluto e volume de solução), as unidades têm que ser relativas. Se a massa do soluto for</p><p>dada em gramas, deve-se usar o volume em mililitros. Se a massa for dada em quilos, o volume tem</p><p>que ser trabalhado em litros, caso contrário, haverá erro.</p><p>Então, para concentração percentual, as unidades de massa (m) e/ou volume (v) sempre devem ser</p><p>especificadas. Quando não se especifica, assume-se que a unidade é em massa (m/m), ok?</p><p>d) Concentração em partes por milhão ou ppm (ppm)</p><p>Em situações nas quais a quantidade de soluto é muito pequena, podemos exprimir a concentração</p><p>em partes por milhão (ppm). Na verdade, o uso da unidade “ppm” é para evitarmos de usar a</p><p>percentagem para exprimir concentrações muito pequenas, pois há a inconveniência de usar zeros</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img15.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img16.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 14/26</p><p>ou potencias de 10 para rastrear a vírgula decimal. O que se faz é mudar o multiplicador à razão da</p><p>massa ou volume.</p><p>Se chamarmos a percentagem de “partes por cem”, fica óbvio perceber a relação matemática com</p><p>ppm (“partes por milhão”):</p><p>A concentração em partes por milhão segue exatamente o mesmo raciocínio da percentagem com</p><p>relação às grandezas e unidades. Existem também três formas de se exprimir ppm: em massa, em</p><p>volume ou em massa/volume:</p><p>ppm em massa (ppm m/m):</p><p>ppm em volume (ppm v/v):</p><p>Mas, há uma variação importante nesta concentração. Em soluções aquosas bem diluídas</p><p>(concentração do soluto da ordem de uns poucos ppm ou menor), nas quais o soluto é sólido, a</p><p>densidade da solução é praticamente igual à da água. Desse modo, sua densidade será de 1,00 g</p><p>solução/mL solução. Isso significa que 1 L de solução pesará 1,0 kg ou 1000 g. Sendo assim, a</p><p>concentração em ppm será igual a mg/L.</p><p>Por exemplo, uma solução com concentração de 25 ppm (m/v) contém 25 miligramas de soluto em</p><p>1 L de solução.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img17.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img18.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img20.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img20.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 15/26</p><p>2.4. Diluição de soluções</p><p>Com frequência é necessário preparar uma solução diluída de um reagente a partir de uma solução</p><p>mais concentrada. Fazemos isto com a adição de solvente. Fundamentalmente, a diluição de uma</p><p>solução é o processo de diminuição da concentração da solução pela adição de</p><p>solvente (comentamos no item 2.2(b). Se não lembrar, volta lá, ok?) (Maia, Bianchi, 2007).</p><p>Para fazermos os cálculos envolvendo a diluição de soluções, utilizamos equações simples e muito</p><p>úteis (que variam apenas de acordo com a unidade de concentração que se está estudando), para</p><p>calcular o volume de reagente concentrado (solução inicial - V ) ou o valor da concentração final da</p><p>solução (C ou M ou % ). As fórmulas são:</p><p>para Conc. comum (C) para Conc. molar (M) para Percentagem (%)</p><p>C x V   =  C x V M x V   =  M x V % x V   =  % x V</p><p>Essas equações simplesmente usam o conhecimento de que a quantidade de soluto permanece a</p><p>mesma, não importando a unidade (permanece a mesma em massa, em mol ou em volume). Desse</p><p>modo, ao se definir que a quantidade inicial e final é a mesma, podemos entender que a diluição</p><p>ocorre porque o volume é aumentado.</p><p>Vamos ver um exemplo: imagine que temos uma solução inicial (muito chamada de “solução-</p><p>estoque”) contendo 25 gramas de NaCl em 100 mL de solução. A esta solução adicionamos 400 mL</p><p>de água. Qual a concentração comum dessa nova solução (“solução final”)?</p><p>Observe a figura a seguir:</p><p>Diluição de solução com remoção de soluto: prática inviável</p><p>Observe que, quando falamos em diminuir a concentração de uma solução, não falamos em</p><p>remover o soluto. Por quê?</p><p>Ora, porque ele está disperso no solvente, não tendo como removê-lo sem alterar a quantidade de</p><p>solvente também, o que não alteraria o valor da concentração, pois se estaria removendo soluto e</p><p>solvente proporcionalmente.</p><p>Para se remover apenas soluto, teríamos que, primeiro, remover todo o solvente, por evaporação, e</p><p>depois retirarmos a quantidade desejada de soluto. Em seguida, ressuspenderíamos o soluto com o</p><p>volume correto de solvente. O que se mostra um procedimento praticamente inviável...</p><p>1</p><p>2 2 2</p><p>1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img23-768x389.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 16/26</p><p>Verificou os resultados na Figura? Vamos esclarecê-los!</p><p>Na solução “1” (solução inicial), tínhamos 25 g de NaCl para um volume de 100 mL. Calculando a</p><p>conc. comum desta solução tem-se: C = 25 g/0,1 L. Logo C = 250 g/L.</p><p>Veja que a adição de água não alterou a quantidade de NaCl na solução. É óbvio, não é? Desse</p><p>modo, a conc. comum da solução “2” (solução final) será: C = 25 g/0,5 L. Logo C = 50 g/L.</p><p>Mas poderíamos ter usado uma fórmula geral de diluição para achar a concentração final (C ).</p><p>Nesse caso, seria: C x V = C x V . O cálculo ficaria:</p><p>250 g/L x 0,1 L = C x 0,5 L Þ C = 50 g/L.</p><p>Ainda pensando nesse exemplo, podemos observar uma lógica matemática. Observe que o volume</p><p>passou de 100 mL para 500 mL; ou seja, aumentou cinco vezes. O processo de diluição é um</p><p>processo de diminuição da concentração inversamente proporcional (aumentando o volume da</p><p>solução final - pela adição de solvente - diminui-se a concentração da solução). Desse modo, dá</p><p>para pensar assim: se o volume final aumentou 5 vezes em relação ao volume inicial, a</p><p>concentração da solução diminuirá 5 vezes também. Logo, se C era 250 g/L, C será 5 vezes menor,</p><p>ou seja, C = 250 ÷ 5 Þ C2 = 50 g/L.</p><p>Resumindo: Diluição Þ V aumenta “x” vezes Þ Conc. diminui “x” vezes.</p><p>E aí, tranquilo? Entendeu essa parte?</p><p>Não tenha medo nem antipatia com esta “parte matemática”, tá? É fácil!</p><p>Como sempre, precisa fazer exercícios...</p><p>Exemplo de diluição de uma solução de cloreto de sódio.</p><p>1 1</p><p>2 2</p><p>2</p><p>1 1 2 2</p><p>2 2</p><p>1 2</p><p>2</p><p>3. Estudo do pH: escala de acidez e</p><p>basicidade e cálculos de pH e pOH</p><p>Antes de discutirmos sobre um conceito muito legal, muito aplicado e que você já ouviu falar,</p><p>chamado “pH” (Potencial Hidrogeniônico), vamos falar da água. Mas, por que falar da água?</p><p>Porque a água é demais! rs</p><p>É porque esse importante parâmetro chamado pH só existe em meio aquoso.</p><p>Bem, a água é uma molécula pequena (H O) e que se encontra no estado líquido, o que não é</p><p>“normal”, tendo ainda, para seu tamanho, um alto ponto de ebulição (100 °C). Outra característica</p><p>especial da água é o fato de, ao contrário da grande maioria das substâncias, sua densidade ser</p><p>menor no estado sólido (gelo) do que no estado líquido (“normalmente”, é o contrário). Sorte a</p><p>2</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 17/26</p><p>nossa e a do nosso planeta, pois, graças a esse fato, a vida é viável, pois se fosse o contrário (ou seja,</p><p>d > d ), como é para a grande maioria das substâncias, os lagos e os rios congelariam por</p><p>inteiro, impossibilitando a vida aquática que conhecemos.</p><p>Outra característica muito importante da água, que é o início da explicação do “pH”, é que ela sofre</p><p>um pequeno processo de autoionização (também chamado de autoprotólise), no qual a água atua</p><p>como ácido e base de Brönsted (a água tem caráter anfótero, ou seja, pode se comportar como ácido</p><p>e/ou como base), simultaneamente, gerando íons H (caráter ácido - lembra do Tópico 4?) e OH</p><p>(caráter básico - do Tópico 4 também, lembra?) em muito pequena quantidade, conforme a equação</p><p>(Brown, Lemay, Bursten, 2005, p. 571):</p><p>Desse modo, a água pura é neutra (nem ácida nem básica), pois a concentração molar de H - [H ]</p><p>- é igual à concentração molar de OH ([OH ]). Mas, como a quantidade de H e de OH é muito</p><p>baixa na água pura (10 molar para cada íon = 0,0000001 mol/L!), a adição de qualquer</p><p>substância, com caráter ácido ou básico, desequilibra esta neutralidade, alterando a sua acidez ou a</p><p>sua basicidade/alcalinidade.</p><p>Em 1909, o bioquímico dinamarquês S. P. L. Sørensen, com o objetivo de fazer medidas envolvendo</p><p>o nível de acidez, para facilitar seu trabalho no controle de qualidade de cerveja, propôs o termo</p><p>pH, (potencial hidrogeniônico), utilizando a concentração molar de H - [H ] - para expressar</p><p>este importante parâmetro e definiu a seguinte equação (Maia, Bianchi, 2007):</p><p>Ou seja, a medida conhecida como pH é o cologaritmo decimal (ou seja, o logaritmo negativo) da</p><p>concentração de íons H de uma solução aquosa. Para entender a lógica matemática, observe os</p><p>exemplos:</p><p>Exemplo 1: se a concentração de H de uma solução for 10 mol L , então o pH desta solução será</p><p>igual a 2,0. Veja:</p><p>Exemplo 2: se a concentração de H de uma solução for 0,0001 mol L , então o pH desta solução</p><p>será igual a 4,0. Veja:</p><p>sólido líquido</p><p>+ -</p><p>+ +</p><p>- - + -</p><p>-7</p><p>+ +</p><p>+</p><p>+ -2 -1</p><p>+ -1</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img24-768x155.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img25-1.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img26.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 18/26</p><p>Entendeu a matemática? Uma dica: a calculadora científica faz esse cálculo para você!</p><p>O pH serve como informação para sabermos se algo é ácido, neutro ou básico. As medidas de pH</p><p>são importantes em diversas áreas de conhecimento, como no tratamento e na purificação de água,</p><p>na agricultura, na aquicultura, na biologia, na bioquímica, nas engenharias (alimentícia, ambiental,</p><p>civil, florestal, química, materiais), na medicina e em muitas outras aplicações. Vale ressaltar que</p><p>se trata de um parâmetro exclusivo para soluções aquosas, ok?</p><p>Veja a Figura a seguir relacionando materiais do cotidiano e suas faixas de pH:</p><p>Materiais do nosso cotidiano e suas faixas de pH. Os valores de 0 a 14 são os valores da escala de pH.</p><p>3.1. Escala de pH</p><p>As medidas de pH foram definidas em uma temperatura de 25 °C e variam de 0 a 14, onde o valor</p><p>7,0 é considerado pH neutro, abaixo de 7,0 é ácido e acima de 7,0 é básico. Veja o esquema a seguir.</p><p>Podemos concluir que quanto menor o valor de pH de uma solução, mais ácida esta solução será</p><p>(maior conc. molar de H ). E vale o inverso, ou seja, quanto maior o valor de pH de um material,</p><p>mais básico esse material será (maior conc. molar de OH ).</p><p>Esquema com a escala de pH e a relação entre as concentrações de H e OH . Detalhe: quanto menor o pH, mais ácido.</p><p>Quanto maior o pH mais básico.</p><p>+ -</p><p>+</p><p>-</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img27-768x55.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img28-768x419.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img29-768x319.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 19/26</p><p>Observe agora esses raciocínios:</p><p>- Considerando uma solução de concentração hidrogeniônica - [H ] - igual a 0,1 mol L , seu pH é</p><p>igual a 1,0. Veja:</p><p>- Se Considerarmos outra solução de concentração hidrogeniônica igual a 0,01 mol L , seu pH é</p><p>igual a 2,0. Veja:</p><p>Observe que o aumento do pH informa uma diminuição na acidez. Mas, além disso, podemos</p><p>quantificar e perceber que a 1ª solução ([H ] = 10 M - pH = 1,0) é 10 vezes mais ácida que a 2ª</p><p>solução ([H ] = 10 M - pH = 2,0). Reparou?</p><p>Observe que 10 (0,1) é um numeral 10 vezes maior que 10 (0,01).</p><p>Isso quer dizer que cada unidade de pH equivale a um fator “10” (pois a fórmula de pH envolve um</p><p>logaritmo decimal, ou seja, de base 10). Desse modo, se temos uma solução com pH igual a 1,0 e a</p><p>outra solução com pH igual a 2,0, podemos afirmar que a 1ª solução possui dez vezes mais íons</p><p>hidrônio (H ) que a segunda, sendo 10 vezes mais ácida. Entendeu?</p><p>Logo, uma solução pH 2,0 é 1000 vezes mais ácida que uma solução pH 5,0!</p><p>pH 2,0 Þ [H ] = 10 e pH 5,0 Þ [H ] = 10 (ou seja [H ] = 10 ).</p><p>Observe que 10 (0,01) é um numeral 1000 vezes maior que 10 (0,00001).</p><p>+ -1</p><p>(muito ácido)</p><p>-1</p><p>(menos ácido que o exemplo anterior)</p><p>+ -1</p><p>+ -2</p><p>-1 -2</p><p>+</p><p>+ -2 + -5 + -pH</p><p>-2 -5</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img30.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img31.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 20/26</p><p>Aprendendo mais uma!</p><p>O CÁLCULO DO pOH</p><p>Quando temos soluções básicas, ricas no íon hidroxila (OH ), podemos calcular o “pOH” para, em</p><p>seguida, determinarmos o pH da solução.</p><p>O pOH é o potencial hidroxiliônico e se refere à concentração dos íons OH em uma solução aquosa.</p><p>Analogamente ao cálculo do pH, podemos utilizar a seguinte equação para o pOH:</p><p>Ou seja, a medida do pOH é o cologaritmo decimal (ou seja, o logaritmo negativo) da concentração</p><p>de íons hidroxila (OH ) de uma solução aquosa.</p><p>Como as concentrações de H e OH são inversamente proporcionais (quando uma aumenta a outra</p><p>diminui), sempre mantendo a escala de pH entre 0 e 14 (a 25 °C), podemos afirmar que:</p><p>Logo, podemos calcular o pH de uma solução tendo a concentração hidroxiiônica - [OH ]. Observe o</p><p>exemplo:</p><p>- Qual seria o pH de uma solução cuja [OH</p><p>] é de 0,001 mol L ?</p><p>Aprendeu?</p><p>-</p><p>-</p><p>-</p><p>+ -</p><p>-</p><p>- -1</p><p>(solução básica)</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img32.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img33.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img34-768x83.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 21/26</p><p>Para fazermos as medidas de pH utilizamos um aparelho chamado pHmetro (lê-se “peagâmetro”),</p><p>que é constituído de um potenciômetro com um eletrodo acoplado. Para se determinar o pH, basta</p><p>colocar o eletrodo na solução a ser analisada e fazer a leitura.</p><p>Um jeito mais simples de termos medidas aproximadas de pH é o uso de fitas (ou tiras) indicadoras</p><p>de pH, que, por imersão na solução e alteração nas cores da fita, nos dá, por comparação, a faixa</p><p>aproximada do pH da solução testada. Observe a Figura a seguir.</p><p>pHmetro de bancada Kasvi®. O visor registra pH neutro (7,0) (T = 25 °C).</p><p>Tira indicadora de pH. Nesta Figura, a fita teste, fora da caixa, indica pH igual a 5,0, por comparação com a escala de</p><p>referência da caixa.</p><p>3.2. Substâncias indicadoras de pH</p><p>Dentro desse universo de acidez e basicidade/alcalinidade das soluções aquosas, percebe-se a</p><p>importância de se conhecer o caráter (ácido, neutro ou básico) de um material, daí a necessidade de</p><p>se criar uma escala de medida (o pH) e até de aparelhos para medir tais valores. Além disso,</p><p>existem substâncias que mudam de cor conforme o caráter do meio e podem ser usadas como</p><p>indicativas do pH de uma solução. Estas substâncias “especiais” são chamadas de “substâncias</p><p>indicadoras de pH” ou “indicadores ácido-base” ou, ainda, “indicadores de pH” e é muito comum</p><p>nos referirmos a elas apenas como “indicadores”.</p><p>Os indicadores ácido-base são substâncias naturais ou sintéticas que apresentam a capacidade de</p><p>alteração da cor de acordo com o pH do meio. Ou seja, quando essas substâncias indicadoras são</p><p>colocadas em uma solução ácida, elas adquirem determinada coloração, e quando colocadas em</p><p>meio básico, apresentam outra cor.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img35-1.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img36-768x350.jpg</p><p>11/04/2023, 22:57 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 22/26</p><p>Esses indicadores de pH apresentam propriedades halocrômicas, isto é, eles têm a capacidade de</p><p>mudar de cor em função do pH do meio. Uma das substâncias mais usadas como indicador ácido-</p><p>base é a fenolftaleína, cuja variação de cor envolve do incolor, em meio ácido ou neutro, ao rosa, em</p><p>meio básico. Veja a Figura a seguir.</p><p>Os indicadores de pH, quando adicionados a uma solução, são capazes de ligar aos íons H ou OH</p><p>presentes. Essas ligações a estes íons provocam alteração da estrutura destas substâncias</p><p>indicadoras e, como consequência, ocorre a alteração da cor.</p><p>Existem muitos indicadores que podem ser utilizados para determinação de faixas de pH. Para se</p><p>escolher o melhor indicador, é preciso considerar as substâncias presentes no meio (ácidos e/ou</p><p>bases) e a “faixa de viragem” do indicador, que é a faixa de pH na qual há a mudança da cor do</p><p>indicador. No Quadro a seguir, tem-se cinco indicadores bastante utilizados como indicadores de</p><p>pH.</p><p>Indicadores ácido-base e intervalos de pH nos quais ocorre variação de cor (“viragem”)</p><p>Indicador</p><p>Intervalo de pH para a mudança de cor</p><p>(“viragem”)</p><p>Mudança de cor</p><p>correspondente</p><p>Azul de bromofenol 3,0 - 4,6 Amarelo – Violeta</p><p>Verde de</p><p>bromocresol</p><p>4,0 - 5,6 Amarelo – Azul</p><p>Vermelho de metila 4,4 - 6,2 Vermelho – Amarelo</p><p>Azul de bromotimol 6,2 - 7,6 Amarelo – Azul</p><p>Fenolftaleína 8,0 - 10,0 Incolor – Rosa</p><p>Mudança da cor do indicador fenolftaleína em função do pH.</p><p>+ -</p><p>variação da estrutura da fenolftaleína conforme a variação de pH, gerando a variação da cor.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img37-768x444.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img38-768x344.jpg</p><p>11/04/2023, 22:58 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 23/26</p><p>Vale ressaltar que a cor dentro da faixa de viragem será uma cor intermediária. Por exemplo: o</p><p>indicador verde de bromocresol (viragem de amarelo para azul), dentro da faixa de viragem, terá a</p><p>cor verde - que é a mistura das cores amarelo e azul. Para você entender um pouco melhor, observe</p><p>o próximo Quadro.</p><p>Exemplos de Indicadores ácido-base e suas faixas de viragem/cor</p><p>Azul de bromotimol Fenolftaleína</p><p>Faixa de viragem: pH = 6,2 - 7,6 Faixa de viragem: pH = 8,0 - 10,0</p><p>Em meio ácido: Cor amarela Em meio ácido: Incolor</p><p>Em meio neutro: Cor verde Em meio neutro: Incolor</p><p>Em meio básico: Cor azul Em meio básico: Cor rosa a carmim</p><p>Entendeu?</p><p>A maior aplicação dos indicadores é na técnica chamada titulometria (análises volumétricas) do</p><p>tipo ácido-base.</p><p>4. Titulações ácido-base</p><p>Titulação é uma importante técnica de laboratório que consiste em adicionar lentamente uma</p><p>solução a outra até o término da reação entre seus solutos, com a finalidade de determinar a</p><p>concentração de uma das soluções a partir da concentração, já conhecida, da outra solução (Maia,</p><p>Bianchi, 2007).</p><p>As reações de neutralização (lembra? Tópico 04. Reações entre ácidos e bases) podem ser utilizadas</p><p>como fundamento para um procedimento de titulação, chamado de “titulação ácido-base”, que se</p><p>trata de uma análise volumétrica (usa a variável “volume” para a determinação). Esse método é</p><p>usado para determinar a concentração desconhecida de uma solução básica a partir da</p><p>concentração conhecida de uma solução ácida ou vice-versa. A solução de concentração conhecida é</p><p>chamada de “solução-padrão”.</p><p>Na prática, esse procedimento é feito adicionando-se, gota a gota, uma das soluções à outra, por</p><p>intermédio de uma vidraria chamada bureta (veja a Figura a seguir), bastando, então, determinar o</p><p>ponto final da reação que, teoricamente, é aquele no qual a solução titulada se torna neutra, isto é,</p><p>com pH 7,0. Para isso, utilizamos um indicador ácido-base escolhido previamente (observando a</p><p>faixa de viragem). Assim, o ponto de viragem do indicador (a faixa de pH na qual há a mudança de</p><p>cor) é denominado “ponto final da titulação”. Pode-se também usar o pHmetro para tal fim.</p><p>11/04/2023, 22:58 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 24/26</p><p>As titulações ácido-base são utilizadas, por exemplo, para a determinação da acidez do leite e de</p><p>produtos lácteos, além da determinação da acidez do vinagre, de azeites e demais óleos vegetais</p><p>(para os óleos não se tem a medida de pH, pois é uma medida para soluções aquosas).</p><p>Esquema prático de uma titulação ácido-base, indicando as duas vidrarias principais (bureta e erlenmeyer) e as soluções</p><p>titulante e titulada.</p><p>4.1. Cálculo da concentração de uma solução</p><p>em uma titulação ácido-base</p><p>O objetivo de fazermos as titulações é a determinação da concentração de soluções. E, para</p><p>determinarmos a concentração molar de uma solução em uma titulação ácido-base, usamos</p><p>cálculos semelhantes aos de uma diluição de solução (lembra-se? Volta um pouco neste Tópico...).</p><p>Veja só o raciocínio: como em uma titulação ácido-base ocorre uma reação de neutralização:</p><p>Ao final da titulação (quando o indicador muda de cor e fechamos a torneira da bureta), teremos a</p><p>neutralização completa. Neste momento, o número de mols dos íons H é igual ao número de mols</p><p>dos íons OH . Desse modo:</p><p>M = Molaridade do ácido</p><p>V = Volume da solução do ácido</p><p>M - = Molaridade da base</p><p>V - = Volume da solução básica</p><p>+</p><p>-</p><p>H</p><p>+</p><p>H</p><p>+</p><p>OH</p><p>OH</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img00_.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top05_img40.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/10/aula_quiali_top5_img.png</p><p>11/04/2023, 22:58 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 25/26</p><p>A partir dessa equação, podemos determinar a concentração do ácido ou da base, de acordo com o</p><p>experimento feito. Veja o exemplo: em uma titulação ácido-base, uma estagiária do curso de</p><p>Nutrição titulou uma amostra de 25 mL de solução de ácido clorídrico (HCl), contendo o indicador</p><p>fenolftaleína, com solução padrão de hidróxido de sódio (NaOH) 0,10 mol/L. Qual a concentração</p><p>molar da solução de HCl, sabendo-se que o volume de NaOH gasto na titulação foi de 25,4 mL?</p><p>Resolução:</p><p>A reação será: HCl + NaOH → NaCl + H O</p><p>Ao final da titulação: n = n ⇒ M x V = M - x V -</p><p>Pelos dados do exemplo:</p><p>M = Concentração desconhecida do HCl</p><p>V = Volume da solução do ácido = 25 mL = 0,025 L (volume em litros)</p><p>M - = Molaridade da base = 0,10 mol/L</p><p>V - = Volume da base = volume gasto na bureta = 25,4 mL = 0,0254 L</p><p>Logo: M x 0,025 L = 0,10 mol/L x 0,0254 L ⇒ M = 0,1016 mol/L</p><p>Conseguiu entender esses cálculos? Não são complicados, mas exigem concentração, interpretação</p><p>e treino, além da calculadora, ok?</p><p>2</p><p>H</p><p>+</p><p>OH</p><p>-</p><p>H</p><p>+</p><p>H</p><p>+</p><p>OH OH</p><p>H</p><p>+</p><p>H</p><p>+</p><p>OH</p><p>OH</p><p>HCl HCl</p><p>5. Conclusão</p><p>Este Tópico 5 aborda dois conceitos fundamentais em nosso dia-a-dia: as soluções e o pH. Lidamos</p><p>todos os dias com misturas homogêneas, as soluções, e, no universo da Nutrição, é um conceito</p><p>importantíssimo.</p><p>Já o pH é um parâmetro definido como referência em análises de água e de materiais aquosos e de</p><p>sistemas biológicos, sendo de extrema importância seu conhecimento.</p><p>Desse modo, cabe a você rever esses importantes conceitos e os cálculos envolvidos. Este Tópico</p><p>exige muitos exercícios, pois é o que mais envolve conceitos matemáticos.</p><p>Com o final deste 5º Tópico, encerramos a 1ª parte da Química, que é chamada de Química</p><p>Inorgânica. Então, seria bem interessante que você pudesse dar uma boa revisada nos conceitos</p><p>destes cinco primeiros Tópicos, ok?</p><p>11/04/2023, 22:58 Soluções e pH</p><p>https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=solucoes-e-ph&dcp=quimica-geral-e-dos-alimentos&topico=5 26/26</p><p>6. Referências</p><p>ATKINS, P., JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio</p><p>ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001.</p><p>BRAATHEN, P.C. Química Geral. Viçosa, MG: CRQ-MG, 2009.</p><p>BROWN, T.L., LeMAY, Jr., H.E., BURSTEN, B.E. Química: a ciência central. 9ª ed., São Paulo:</p><p>Pearson, 2005.</p><p>MAIA, D. J., BIANCHI, J. C. de A. Química Geral - Fundamentos. São Paulo: Pearson Prentice</p><p>hall, 2007.</p><p>MORAES, P.L. Contaminação dos alimentos; Brasil Escola. Disponível em</p><p><https://brasilescola.uol.com.br/biologia/contaminacao-alimentos.htm>. Acesso em 28 de</p><p>setembro de 2018.</p><p>YouTube. (2011, Março, 04). Science Xperiments | sXp. Titration (using phenolphthalein). 3min14.</p><p>Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=8UiuE7Xx5l8>. Acesso em: 04 Ago. 2018.</p>