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Fundamentos de Química: Transformações
Experimento 09 – Equilíbrios Ácido-Base
Raphael sussumu mizu koshi – 8642602
Orlando Vicente – 5525220
Objetivos :
Preparar as soluções que posteriormente seriam usadas nas titulações como NH4OH – 0,1mol.L-1 e HCl – 0,1 mol.L-1 e NaOH - 1 mol.L-1 e NaAc – 0,1 mol.L-1
Analisar indicadores por meio de titulações ácido-base
Observar o efeito de soluções tampão por meio de indicadores de ácido-base 
Verificar sistemas ácido-base em equilíbrio
Trabalhar com substancias que apresentam propriedades anfotéricas
Analisar criticamente o PH de soluções , como por exemplo soluções de sais. 
Introdução:
Ácidos e bases são talvez as espécies químicas mais comuns do dia-a-dia. Seja numa limonada, no vinagre, no bicarbonato de sódio, mexemos ou estamos envolvidos de alguma forma com esses “produtos químicos” na maior parte do nosso tempo. E se essas substâncias são tão presentes na nossa vida, é de se imaginar que sua importância é ainda maior quando se trata delas no âmbito da química.
O equilíbrio envolvendo ácidos, bases, indicadores de pH, e suas propriedades, devem ser dominados por um químico, já que são fundamentos que servirão para que ele possa avançar e progredir na sua carreira profissional. Existem inúmeras aplicações para esses equilíbrios, mas a mais importante talvez seja àquela que diz respeito à tampões. Solução tampão é uma solução que é resistente à mudança de pH, e seu preparo não é muito complexo. A grosso modo, basta que se misture a solução de um ácido fraco à solução de sua base conjugada (a preparação é análoga para uma base fraca). A importância do estudo dessas soluções vem do fato de que um dos sistemas tampões mais importantes é o do sangue. O sangue humano é resistente à variação de pH e é essa propriedade que permite a manutenção das trocas gasosas e das proteínas. O principal equilíbrio envolvido no sistema tampão do sangue é o de ácido carbônico (ácido fraco) e o íon bicarbonato (base conjugada). Dessa forma, o pH do sangue fica em torno de 7,4.
Por isso no experimento que segue será feito um estudo sobre indicadores extraídos de plantas, equilíbrios de ácidos e bases fracos, soluções tampões, etc. A importância desse tipo de estudo já foi ressaltada e assim a caminhada para se tornar um químico deve, com toda certeza, passar por esse tipo de questão, tão comum ao nosso cotidiano.
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1 Materiais
Água Destilada
Azul de Bromotimol
Bagueta
Balança Semi-Analítica
Balão Volumétrico de 25 mL
Béquer de 250 mL
Béquer de 50 mL
Bico de Bunsen
Biftalato de Potássio (C8H5KO4)
Bureta
Erlenmeyer de 250 mL
Fenolftaleína
Funil Simples
Indicador Universal
Papel de Filtro
Papel Indicador de pH
Pêra de Segurança
Pétalas de Flores Coloridas
Pipeta de Pasteur
Pipeta Volumétrica de 25 mL
Pipeta Volumétrica de 5 mL
Pisseta
Proveta de 10 mL
Proveta de 50 mL
Repolho Roxo
Solução de Acetato de Sódio (NaAc) 0,1M
Solução de Acetato de Sódio (NaAc) 0,4M
Solução de Ácido Acético (HAc) 0,2M
Solução de Ácido Clorídrico (HCl) 0,1M
Solução de Ácido Clorídrico (HCl) 1M
Solução de Carbonato de Sòdio (Na2CO3) 0,1M
Solução de Cloreto de Alumínio (AlCl3) 0,1M
Solução de Cloreto de Amônio (NH4Cl) 0,1M
Solução de Cloreto de Amônio (NH4Cl) 0,4M
Solução de Cloreto de Zinco (ZnCl2) 0,5M
Solução de Dihidrogenofosfato de Sódio (NaH2PO4) 0,1M
Solução de Fosfato de Sódio (Na3PO4) 0,1M
Solução de Hidrogenocarbonato de Sòdio (NaHCO3) 0,1M
Solução de Hidrogenossulfato de Potássio (KHSO4) 0,1M
Solução de Hidróxido de Amônio (NH4OH) 0,1M
Solução de Hidróxido de Amônio (NH4OH) 0,2M
Solução de Hidróxido de Amônio (NH4OH) 1M
Solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) 0,1M
Solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) 1M
Solução de Monohidrogenofosfato de Sódio (Na2HPO4) 0,1M
Solução Tampão de Ácido Acético-Acetato (HAc/Ac-) 1M/1M
Suporte Universal
Tela de Amianto
Tubos de Ensaio
Vermelho de Metila
Vinagre
3.2 Procedimento
3.2.1 Indicadores Ácido-Base Extraídos de Plantas (Antocianinas)
Usou-se nesse procedimento, na extração de indicadores ácido-base de plantas, folhas de repolho roxo e pétalas de poinsétia (de coloração vermelha). Os extratos foram preparados pesando-se 5,135 g de folhas de repolho e 3,474 g de pétalas da flor vermelha. Tais massas foram previamente picadas antes da pesagem e foram aquecidas em 20 mL (para o repolho roxo) e 30 mL (para a flor) de água destilada. Ambas foram deixadas por 3 minutos em ebulição e resfriadas à temperatura ambiente, logo após, filtradas. Obtiveram-se extratos de cor violeta (para o repolho roxo) e de cor vermelha (para a flor vermelha).
Em alguns tubos de ensaio, adicionarem-se gotas dos dois extratos, separadamente, à soluções com pH de valores diferentes. As soluções disponíveis, previamente preparadas, foram de ácido clorídrico (HCl), hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3), acetato de sódio (NaAc), carbonato de sódio (Na2CO3) e hidróxido de sódio (NaOH), todas de concentração 0,1 mol/L
3.2.2 Padronização da Solução de NaOH 0,1 mol/L com Biftalato de Potássio
	Pesou-se a massa de 0,500 g (± 0,005 g) de biftalato de potássio em um erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se 50 mL de água destilada, medidos em proveta, e agitou-se a até a dissolução total do sólido. Foram então adicionadas 4 gotas de fenolftaleína e a solução foi titulada com NaOH 0,1 M até a viragem do indicador, anotando o volume, com a máxima precisão possível, da base gasta. Este procedimento foi feito em duplicata.
3.2.3 Padronização da Solução de HCl com NaOH Padronizado
	Foi transferido com para um erlenmeyer de 250 mL limpo uma alíquota de 25 mL de solução de ácido clorídrico 0,1 M medidos em uma pipeta volumétrica. Adicionou-se então 3 gotas de azul de bromotimol. A alíquota de HCl foi então titulada com a solução padronizada, no item anterior, de NaOH 0,1M, anotando o volume final de ácido gasto. Este procedimento foi feito em duplicata.
3.2.4 Titulação Ácido-Base (HAc x NaOH)
Esta parte do procedimento teve como objetivo determinar a concentração de ácido acético em uma amostra de vinagre. Assim foram transferidos 5 mL da amostra de vinagre, fazendo uso de uma pipeta volumétrica, para um erlenmeyer de 250 mL. Adicionaram-se 3 gotas de fenolftaleína e a solução foi titulada com NaOH até a viragem da cor. O pH da solução final foi medido com o auxílio de um papel indicador universal.
Este procedimento foi repetido utilizando-se como indicadores azul de bromotimol e vermelho de metila. As soluções resultantes da titulação tiveram novamente seus pH medidos com papel indicador.
3.2.5 Titulação Ácido-Base (HCl x NH4OH)
	Foi transferido, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 25 mL de uma solução de NH4OH 0,1 M para um erlenmeyer de 250 mL. Foram adicionadas, então, 4 gotas do indicador vermelho de metila, pois este era mais apropriado para tal titulação [vide item 4.5]. A solução de NH4OH foi então titulada com a solução de HCl 0,1 M até a viragem de cor, com o respectivo volume gasto anotado. O valor do pH da solução final foi mensurado utilizando papel indicador.
3.2.6 Efeito do Íon Comum em Equilíbrio de Dissociação de Ácido Fraco
Colocaram-se em dois tubos de ensaio 3 mL (60 gotas) de solução de ácido acético 0,2 M, nestes foram adicionadas 3 gotas de indicador universal, verificando o pH em que eles se encontravam. Posteriormente, adicionou-se à um dos tubos 3 mL (60 gotas) de água destilada e, ao outro tubo, igual volume (de 10 em 10 gotas com agitação posterior à adição) de solução de acetato de sódio 0,4 M. Observou-se a coloração após cada adição.
3.2.7 Efeito do Íon Comum em Equilíbrio de Dissociação de Base Fraca
	Colocaram-se em dois tubos de ensaio 3 mL (60 gotas) de solução de hidróxido de amônio 0,2 M aos quais foram adicionadas 3 gotas de indicador universal (novamente, nota-se o pH da solução). Adicionou-se à um dos tubos 3 mL (60 gotas) e, ao outro tubo, igual volume (de 10 em 10 gotas) de solução de cloreto de amônio 0,4 M. Tomando o cuidado, novamente,para que houvesse a agitação e a observação da coloração exata da solução para identificar o pH.
3.2.8 Estudo de Solução Tampão
	Misturaram-se soluções de ácido acético 0,2 M e acetato de sódio 0,4 M de modo que ficassem com concentrações próximas na solução resultante, cujo volume foi de 9 mL. Esta solução foi dividida em dois tubos de ensaio onde foram adicionadas gotas de indicador universal.
Foram adicionados algumas gotas de HCl 0,1 M num tubo e de NaOH 0,1 M no outro tubo. As dez primeiras gotas foram adicionadas uma a uma e depois de 10 em 10. Com agitação após cada adição e devida observação do pH. O efeito das adições de HCl e NaOH na solução tampão foi comparado à adição de NaOH e HCl, separadamente, à água destilada.
3.2.9 pH de Soluções de Sais
	Verificou-se, com o auxilio de indicador universal, o pH de soluções (40 gotas) dos seguinte sais: cloreto de amônio (NH4Cl), acetato de sódio (NaAc), carbonato de sódio (Na2CO3), hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3), hidrogenossulfato de potássio (KHSO4), fosfato de sódio (Na3PO4), monohidrogenofosfato de sódio (Na2HPO4), dihidrogenofosfato de sódio (NaH2PO4) e cloreto de alumínio (AlCl3). Todas as soluções eram de concentração 0,1 M.
3.2.10 Propriedades Anfotéricas
Foram misturados em três tubos de ensaio volumes iguais (40 gotas) de solução de cloreto de zinco 0,5 M e hidróxido de sódio 0,1 M. Os tubos foram, então, agitados, com a devida observação do aspecto em que se encontravam. À um dos tubos foi adicionado, gota a gota, solução de NaOH 1 M. Ao segundo tubo, HCl 1M. E ao terceiro tubo, hidróxido de amônio 1 M. A cada adição os tubos foram agitados com a observação do novo aspecto das soluções.
3.2.11 Ação Tamponante
Preparou-se uma solução tampão HAc/Ac- (1,0 M/1,0 M) e, a partir dessa solução, foram preparados tampões com as seguintes concentrações: 0,1 M/ 0,1 M; 0,3M/ 0,3 M e 0,5 M/ 0,5 M. Após a preparação dos tampões, alíquotas de 5 mL de cada um foram transferidas para tubos de ensaio. A cada tubo foram adicionadas 10 gotas de indicador universal. Foi adicionado, então, aos tubos de ensaio, gota a gota, solução de NaOH 1,0 M para observar os seus valores de pH a cada adição.
Resultado :
a)
Pétala de rosa :
HCl – vermelho 
NaOH – amarelo 
NaHCO3 – marrom 
Na2CO3 – marrom claro 
NaAc – rosado 
Repolho roxo :
HCl – vermelho 
NaOH – amarelo 
NaHCO3 – azul 
Na2CO3 – verde 
NaAc – roxo 
b)
C)
d) Foi utilizado 5mL de vinagre +30mL de água e três indicadores : 
Fenolftaleína titulada com NaOH 0,1M
1º titulação – volume gasto 35,2 mL 
2º titulação – volume gasto 34,3mL
O PH medido após a padronização está entre 8~9
E foi possível determinar que o vinagre contem 4,17g de HAc a cada 100mL 
Azul de bromotimol titulada com NaOH 0,1M
1ºtitulação – volume gasto 33,6 mL
2ºtitulação – volume gasto 32,8 mL 
O PH medido após a padronização está entre 6~7
E foi possível determinar que o vinagre contem 4,06g de HAc a cada 100mL
Vermelho de metila titulada com NaOH 0,1M
1ºtitulação – volume gasto 33,8 mL
2ºtitulação – volume gasto 33,4 mL 
O PH medido após a padronização é 7
E foi possível determinar que o vinagre contem 4,03g de HAc a cada 100 mL
O calculo para descobrir a quantidade de HAc presente no vinagre está anexado no fim do relatório.
Com estes dados o indicador recomendado para a titulação de NH4OH com HCl é o vermelho de metila pois se trata de um ácido forte e uma base fraca. 
E)
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