Prática nº7 Ácidos e Bases

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Orgânica e Inorgânica
ÁCIDOS E BASES
RELATÓRIO PRÁTICA Nº07
Professor: dr. FRANCISCO DE ASSIS PEREIRA MATOS
Alunos: ACACIO DO NASCIMENTO SILVA NETO Matricula: 379560
	 	VICTOR BELINE PAZ DE SOUZA Matricula: 336826
Disciplina: fundamentos de química 
Data da prática: 08 de janeiro 2016
FORTALEZA
2016
INTRODUÇÃO
Em uma versão moderna do modelo ácido-base de Arrhenius, um ácido é qualquer substância capaz de aumentar a concentração do íon hidrônio (H3O+), em solução aquosa. Por outro lado, uma base é uma substância que aumenta a concentração do íon hidróxido (OH-) em água. Por exemplo, o ácido clorídrico é uma substância ácida porque reagem com água de acordo com a reação:
HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)
O composto NaOH é uma base porque em água sofre dissociação:
NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
Como as concentrações de H3O+ e OH- em soluções aquosas são frequentemente números muito pequenos e, portanto, inconvenientes de lidar, o químico Soren Sorensen propôs uma medida mais prática designada pH. O pH de uma solução é definido como o logaritmo negativo da concentração de íon hidrogênio: . Deste modo vemos que pH e [H+] estão relacionados inversamente, isto é, quanto maior a concentração de [H+] menor o pH e vice-versa.
Uma forma de se medir o pH das soluções é fazendo o uso de indicadores, as quais são substâncias sensíveis ao pH. Elas apresentam cores que mudam numa faixa de pH relativamente pequena e podem, quando usadas convenientemente, determinar o pH de uma solução. A seguir está uma tabela indicando os principais indicadores, bem como a faixa de viragem e as cores apresentadas:
	Indicador
	Cor em pH abaixo da faixa de viragem
	Faixa de Viragem
	Cor em pH acima da faixa de viragem
	Alaranjado de Metila
	Vermelho
	3,2 – 4,4
	Laranja
	Verde de Bromocresol
	Amarelo
	3,8 – 5,4
	Azul
	Vermelho de Metila
	Vermelho
	4,8 – 6,0
	Amarelo
	Azul de Bromotimol
	Amarelo
	6,0 – 7,6
	Azul
	Vermelho de Cresol
	Amarelo
	7,0 – 8,8
	Vermelho
	Fenolftaleína
	Incolor
	8,2 – 10,0
	Rosa - Carmim
	Amarelo de Alizarina
	Amarelo
	10,1 – 12,0
	Vermelho
Outro conceito importante que se deve ter conhecimento no estudo de ácidos e bases é o de solução tampão. São soluções que atenuam a variação dos valores de pH (ácido ou básico), mantendo-o aproximadamente constante, mesmo com adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases.
As soluções tampão podem ser formadas por um ácido fraco e um sal formado pela reação desse ácido com uma base forte, ou, então, por uma base fraca e um sal formado pela reação dessa base com um ácido forte. As soluções tampão são usadas sempre que se necessita de um meio com pH aproximadamente constante. Elas são preparadas dissolvendo-se os solutos em água.
Dizemos que uma solução está tamponada quando ela ‘’resiste’’ às variações de pH. 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 e tamponada 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.
OBJETIVOS
Esse experimento tem como objetivos:
Identificar experimentalmente ácidos e bases
Observar as propriedades dos indicadores;
Preparar uma solução tampão e verificar suas propriedades;
Determinar a concentração de um ácido através de titulação ácido-base.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Parte A – Medida de pH de soluções comerciais
	Na bancada, foram disponibilizadas quatro soluções encontradas facilmente no mercado: soro fisiológico, xampu, limpador instantâneo e detergente. Com o uso de papel indicador, o pH de cada solução foi verificado e devidamente registrado.
Parte B – Uso de indicadores
Na bancada havia três soluções: HCl 0,1 mol.L-1, NaOH 0,2 mol.L-1 e vinagre, sendo que devia se escolher uma delas pra realizar os testes que viriam a seguir.
A solução escolhida foi a de hidróxido de sódio. O pH da solução foi verificado com papel indicador e então foi colocado 1 mL dessa mesma solução em três tubos de ensaio. Adicionaram-se duas gotas dos indicadores disponíveis na bancada (fenolftaleína, laranja de metila e azul de bromotimol, sendo que cada um foi colocado num tubo diferente). As colorações observadas foram registradas logo em seguida.
Parte C – Determinação de ácido acético em vinagre
	Preparou-se uma bureta com solução NaOH 0,2 mol.L-1 e após isso 5 mL de vinagre foram medidos e transferidos a um erlenmeyer. O vinagre foi diluído com um pouco de água destilada para que então fossem adicionadas duas gotas de fenolftaleína e a solução resultante fosse agitada. 
	Então a solução de NaOH presente na bureta foi lentamente adicionada à solução de vinagre até a mudança de coloração do indicador. O volume de NaOH 0,2 mol.L-1 escoado foi anotado e a concentração de ácido acético presente no vinagre foi calculada.
Parte D – Preparação de uma solução tampão
	Dez mL de uma solução de vinagre foram medidos e diluídos com água destilada até um volume de 50 mL. A solução foi transferida pra um erlenmeyer onde foi devidamente agitada para homogeneizar. Ela então foi dividida igualmente em dois outros erlenmeyers , sendo que em um deles foram adicionadas três gotas de fenolftaleína e fez-se uma titulação com NaOH 0,2 mol.L-1.
	A solução titulada foi misturada a outra parte da solução previamente dividida (não titulada). O sistema foi agitado e o pH da solução resultante verificado e registrado.
Parte E – Verificação das propriedades de um tampão
	Foram medidos 10 mL da solução tampão e misturou-se 1,0 mL de HCl 0,1 mol.L-1 para depois se verificar o pH da solução resultante e se registrar o resultado obtido. O procedimento foi repetido, trocando o ácido clorídrico por NaOH 0,1 mol.L-1.
	Então se verificou o pH da água destilada para que então fossem medidos 10 mL desse líquido e adicionado 1 mL de HCl 0,1 mol.L-1 à ele. O procedimento foi repetido, trocando o HCl 0,1 mol.L-1 por NaOH 0,1 mol.L-1 e em ambos os casos o pH da solução resultante foi anotado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Parte A – Medida de pH de soluções comerciais
	As soluções disponíveis e seus respectivos pH foras organizados na seguinte tabela:
	Soluções
	pH correspondente
	Soro fisiológico
	7
	Xampu
	6
	Limpador instantâneo
	11
	Detergente
	4
	
Podem-se comparar os dados obtidos nessa etapa do experimento com a seguinte figura onde está representada a escala de pH:
	O soro fisiológico caracteriza-se como solução neutra, pois tem pH = 7. O xampu e o detergente são soluções ácidas porque apresentam seus pH menores que 7, sendo o detergente mais ácido que o xampu. Finalmente, o limpador instantâneo pode ser classificado como solução básica devido seu pH = 11.
Parte B – Uso de Indicadores
	Para o NaOH 0,2 mol.L-1, os indicadores se comportaram da seguinte forma:
	NaOH 0,2 mol.L-1
	Indicadores
	Colorações
	Fenolftaleína
	Rosa Pink
	Laranja de Metila
	Laranja
	Azul de Bromotimol
	Azul Royal
	A tabela a seguir estabelece a cor apresentada nas viragens de faixa de pH dos indicadores utilizados:
	Indicador
	Cor em pH abaixo da faixa de viragem
	Faixa de Viragem
	Cor em pH acima da faixa de viragem
	Alaranjado de Metila
	Vermelho
	3,2 – 4,4
	Laranja
	Azul de Bromotimol
	Amarelo
	6,0 – 7,6
	Azul
	Fenolftaleína
	Incolor
	8,2 – 10,0
	Rosa Pink
Com base nos resultados e na verificação da tabela acima, conclui-se que NaOH é uma base, pois os indicadores assumiram as suas respectivas cores características de meio básico.
Parte C – Determinação de ácido acético em vinagreA concentração de ácido acético no vinagre pôde ser calculada através da equação , que relaciona a concentração e volume de ácido acético com a concentração e volume de NaOH usado no processo
	A concentração de ácido acético presente no vinagre era de 0,84M.
Parte D – Preparação de uma solução tampão
 	Neste experimento foi preparada uma solução tampão simples, adicionando quantidades molares semelhantes de ácido acético (CH3COOH), diluído na forma de vinagre, e acetato de sódio (CH3COONa), obtido por meio de uma titulação ácido fraco/base forte com NaOH 0,2 mol.L-1. O pH da solução tampão verificado foi igual a 4.
	Essa solução tem a capacidade de neutralizar tanto ácidos quanto bases a ela adicionadas. O acetato de sódio, o qual é um eletrólito forte, dissocia-se completamente em água:
CH3COONa(s) água CH3COO-(aq) + Na+(aq)
	 Quando se adiciona um ácido, os íons H+ vão ser consumidos pela base conjugada do tampão, CH3COO-, de acordo com a equação:
CH3COO-(aq) + H+(aq) CH3COOH(aq) 
	Se uma base for adicionada ao sistema tampão, os íons OH- serão neutralizados pelo ácido do tampão:
CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-(aq) + H2O(l) 
 
Parte E – Verificação das propriedades de um tampão
	Nessa etapa foram verificadas as alterações do pH de uma solução tampão quando se adiciona a ela uma ácido ou uma base forte, sendo que este mesmo procedimento fora feito com água destilada. Os dados obtidos foram devidamente organizados na seguinte tabela:
	Soluções
	pH correspondente
	Solução tampão
	4
	10,0 mL de solução tampão + 1,0 mL de HCl 0,1 mol.L-1
	4
	10,0 mL de solução tampão + 1,0 mL de NaOH 0,1 mol.L-1
	6
	Água destilada
	7
	10,0 mL de água destilada + 1,0 mL de HCl 0,1 mol.L-1
	3
	10,0 mL de água destilada + 1,0 mL de HCl 0,1 mol.L-1
	12
	Como já era esperado, quando se adicionou o HCl 0,1 mol.L-1 e o NaOH 0,1 mol.L-1 á solução tampão não houve uma grande alteração de pH, sendo que este permaneceu o mesmo para a adição do ácido e aumentou em 2 para a adição da base. 
O mesmo não pôde ser verificado para a água destilada, porque quando se adicionou ácido clorídrico, o pH caiu para 3, e em relação à base, aumentou para 12.
Essa etapa do experimento serviu para comprovar a capacidade tamponante, ou seja, a eficácia da solução tampão, tendo em vista as alterações de pH controladas por ela, em comparação com a água destilada.
	
CONCLUSÃO
Através dos experimentos realizados nessa prática pôde-se, inicialmente, verificar experimentalmente se soluções comumente usadas no cotidiano são ácidas ou básicas pelo teste com papel indicador. Com base nos dados obtidos e nas comparações, conclui-se que o xampu e o detergente são soluções ácidas, porque apresentaram pH inferior a 7, enquanto o limpador instantâneo é uma solução básica, pois apresentou pH elevado, igual a 11. Por sua vez, o soro fisiológico é uma solução neutra devido ao seu valor de pH ser aproximadamente 7.
Também foi verificado o comportamento dos indicadores perante uma solução básica contendo NaOH 0,2M. Esse composto apresentava pH = 14, bem acima das faixas de viragem dos indicadores disponíveis na bancada (fenolftaleína, laranja de metila e azul de bromotimol), sendo que as cores apresentadas foram as correspondentes à essa situação.
Foi comprovado que é possível determinar a concentração molar de qualquer substancia envolvida no preparo de uma solução tampão por meio da titulação. O volume de NaOH gasto para titular a solução de vinagre foi de 21 mL e a concentração inicial de ácido acético presente no vinagre equivalia a 0,84M.
Através da preparação da solução tampão e do registro do seu pH, foram feitos teste para comprovar sua eficiência, sendo que resultados foram satisfatórios pois ela controlou a variação do pH, isto é, a solução agiu como um minimizador dos efeitos da acidez e basicidade no sistema.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Manual de Laboratório de Química Geral e Inorgânica – Roteiro da prática nº07 – Universidade Federal do Ceará.
BROWN, T. L.; LEMAY, Jr, H. E.; BURDGE, J.R. Química: a Ciência Central. 9ª Ed. São Paulo: Pearson, 2005.
CHANG, R. Química Geral: Conceitos Essenciais. 4ª Ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2006.
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