Relatório Aula prática - Soluções Tampão e pH

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ARTHUR BORBOREMA COSTA
BÁRBARA GONÇALVES RODRIGUES FERNANDES
LÁRISSA KELLEN RIBEIRO DE LIMA
NATIELLE ALVES FERNANDES
TIAGO AGOSTINHO FERREIRA
SOLUÇÃO TAMPÃO E pH
Professora: Maísa Silva
GOVERNADOR VALADARES
2017
INTRODUÇÃO
Indicadores visuais são substâncias que contém a capacidade de mudança de cor dependendo das características físico-químicas da solução onde estão contidos, em função de vários fatores, dentre eles estão situados o pH, potencial elétrico, complexação com íons metálicos e adsorção em sólidos. Podem ser classificados em função do mecanismo de mudança de cor ou com as formas de titulação nos quais são aplicados1. 
Os indicadores de pH são substâncias orgânicas fracamente ácidas ou fracamente básicas que demonstram cores distintas para suas formas protonadas e desprotonadas, isto significa que alteram sua cor em função do pH.
A capacidade tamponante de uma solução é também de grande importância se não mais do que o valor de pH que esta solução controla. É bastante comum, observar uma excessiva preocupação com o cálculo correto de valores de pH, a maioria deles extremamente complicados. Na verdade, o que é preciso nestes casos é estabelecer as quantidades aproximadas de substâncias para se preparar uma determinada solução tampão. Após o preparo desta solução, aplicando-se um medidor de pH, acerta-se o valor do pH pela adição de um ou outro reagente pertinente.
Esta capacidade tamponante é uma indicação da quantidade de ácido ou base que pode ser colocada antes do tampão perder sua habilidade de resistir a alteração de pH. Ela também depende da quantidade toda do ácido conjugado e da base disponíveis. Se uma solução-tampão é diluída, esta vai ter uma baixa capacidade tamponante quando é comparada com o mesmo volume de uma outra solução-tampão que está mais concentrada. 
 Nesta prática, tem-se o objetivo de definir o pH, transformar a concentração de H+ em pH, definir sistema tampão, observar e explicar seu funcionamento e utilização do medidor de pH, desde sua calibração até seu funcionamento.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Experimento 1
Separou-se 6 tubos de ensaio. Com a pipeta, pipetou-se 10 mL de ácido clorídrico 0,1 M no tubo 1.Em seguida, pipetou-se 1 mL do tubo 1 no tubo 2 e adicionou-se 9 ml de agua destilada. Realizou-se estes procedimento para os tubos de ensaios seguintes retirando-se 1 mL do tubo anterior e transferindo-se para o tubo posterior, e completou-se o volume com 9 mL de agua destilada em todos os tubos. 
Prontamente, adicionou-se 1 gota de alaranjada de metila em todos os tubos e observou-se as cores. Logo após, calculou-se o PH aproximado de cada solução com a formula pH = - log [H+], supondo-se que o ácido esteja-se totalmente dissolvido.
Colocou-se 9 ml de ácido acético 0,1 M em um tubo de ensaio vazio e adicionou-se 1 gota de reativo de Topfer. Em seguida, determinou-se o pH comparando-o com o padrão de ácido clorídrico. Observou-se os resultados.
Utilizou-se um medidor de pH, devidamente calibrado em duas soluções tampões. No primeiro tampão de pH = 9, foi inserido o eletrodo e após alguns minutos retirado e lavado com agua destilada. Após secá-lo, repetiu-se o mesmo processo no segundo tampão de pH = 4. Para medir o pH de cada um dos 6 tubos, com mais exatidão.
 Experimento 2
Enumerou-se 2 tubos de ensaio inicialmente. Adicionou-se 1 mL de solução tampão pH = 4 ao tubo 1 e solução tampão pH = 9 ao tubo 2. Após, adicionou-se 3 gotas de indicador universal em cada um dos tubos. Observou-se as colorações e comparou-se com as indicadas na tabela.
Com outros 4 tubos enumerados, adicionou-se 3 gotas de indicador universal em cada um dos tubos. Nos tubos 1 e 3, adicionou-se 10 mL de água destilada. E nos tubos 2 e 4, adicionou-se 1 mL de tampão pH= 7 e 9 mL de água destilada.
Em seguida, nos tubos 1 e 2 adicionou-se 2 gotas de NaOH 0,01 M. Agitou e observou se o pH alterou.
Após, foi soprado o tubo 1 até perceber a não mudança de cor da solução. Determinou-se o pH em comparação a escala.
O tubo 2, foi soprado por um tempo maior que o 1 e observou se houve mudança ou não.
Nos tubos 3 e 4, primeiramente, adicionou-se 2 gotas de HCl 0,1 M. Porém, no tubo 4 continuou-se a adição gota a gota de HCl 0,1 M. Determinando a quantidade de gotas necessárias, para obter a mesma coloração do tubo 3.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Experimento 1
Na primeira parte do experimento, em que se analisa a concentração de ácido e o potencial hidrogeniônico, as colorações observadas após a adição de Alaranjado de metila aos tubos que continham soluções de Ácido Clorídrico em diferentes concentrações, encontram-se na tabela a seguir:
	Tubo 1
	Tubo 2
	Tubo 3
	Tubo 4
	Tubo 5
	Tubo 6
	Rosa
	Alaranjado
	Amarelo
	Amarelo
	Amarelo
	Amarelo
Tabela 1: Coloração observada após adição de indicador.
Observando a tabela de características de indicadores, especificamente o alaranjado de metila, tem-se:
	Indicador
	Cores e zonas de pH
	Alaranjado de metila
	Vermelho 3,1 – 4,4 amarelo
Tabela 2: Características do indicador.
Tem-se então, que os tubos 1 e 2 têm o pH correspondente a aproximadamente 3,1 e os tubos 3, 4, 5 e 6 têm o pH correspondente a aproximadamente 4,4.
Com a suposição de que o ácido havia sido totalmente dissociado, calculou-se o pH para cada uma das concentrações contidas nos 6 tubos, utilizando a fórmula:
pH = - log [H+]
Tubo 1 = - log 0,1 = 1
Tubo 2 = - log 0,01 = 2
Tubo 3 = - log 0,001 = 3
Tubo 4 = - log 0,0001 = 4
Tubo 5 = - log 0,00001 = 5
Tubo 6 = - log 0,000001 = 6
Para obtenção dos valores de pH das soluções, utilizou-se um medidor de pH, que foi devidamente calibrado antes da execução das medidas. As medidas obtidas encontram-se abaixo:
	Tubo 1
	Tubo 2
	Tubo 3
	Tubo 4
	Tubo 5
	Tubo 6
	1,26
	2,15
	3,12
	6,39
	7,03
	7,18
Tabela 3: Valores de pH obtidos no medidor de pH
Nota-se um desvio dos valores de pH a partir do tubo 4, em relação aos cálculos executados anteriormente. Este desvio ocorre devido a um erro na execução do experimento, pois ao invés de adicionar 9 mL de água destilada, adicionou-se 10 mL, resultando em erro nos tubos 4, 5 e 6, pois uma concentração partia da outra.
No experimento, envolvendo o Ácido Acético a 0,1 M determinou-se o pH deste, que corresponde a 3,00, obtendo uma coloração amarelada devido ao indicador. Comparando-se com o HCl que tem a mesma concentração (0,1 M), porém possui pH inferior, tem-se, então, que o Ácido Acético trata-se de um ácido fraco que não se dissocia completamente, este apresenta a coloração amarelada, enquanto o Ácido Clorídrico apresenta coloração rosa, mostrando que o Ácido Acético é mais fraco do que o Ácido Clorídrico.
Experimento 2
Na segunda parte do experimento, utilizando o indicador universal e os tampões 4,0 e 9,0, obteve-se o seguinte resultado:
	Tampão
	Coloração
	pH observado na tabela
	Tampão 4,0
	Entre vermelho e alaranjado
	4
	Tampão 9,0
	azul
	9
Tabela 4: Coloração e pH observado na tabela
No experimento envolvendo os tubos de 1 a 4, ao adicionar solução tampão nos tubos 2 e 4, estes adquiriram uma coloração esverdeada. Ao adicionar Hidróxido de Sódio 0,01 M nos tubos 1 e 2, sendo que no tubo 1 continha indicador universal e água destilada; e no tubo 2 continha indicador universal e solução tampão, o tubo 1 passou da coloração amarelada para a esverdeada, ocorrendo subida de pH; e no tubo 2 não houve alteração da coloração, e isto se deve ao fato de que neste há solução tampão, que não permite a mudança do pH.
Soprou-se o tubo 1 (que possui NaOH a 0,01 M) e a coloração retorna ao amarelo, e isto se deve ao fato de que ocorre a diminuição do pH, devido à liberação de H+, através da reação a seguir, ressaltando que o CO2 (gás carbônico) é proveniente do sopro e a água pertence à solução.
CO2 + H2O ⇌ H2SO4 ⇌ H+ + HCO3-
Ao soprar o tubo 2, precisou-se de um tempo mais prolongado até que a solução começasse a mudar de cor, pois neste tubo havia solução tampão, entãoa quebra do efeito do tampão é demorada.
Após tratar os tubos 3 e 4 com Ácido Clorídrico a 0,1 M, o tubo 3 obteve uma coloração levemente alaranjada e o tubo 4, que continha solução tampão não mudou de cor com apenas duas gotas do ácido. Foram necessárias 11 gotas de Ácido Clorídrico a 0,1 M para que ocorresse a mudança na coloração e, consequentemente, a quebra do efeito do tampão.
CONCLUSÃO
Com o experimento foi possível verificar que o pH é um fator que indica a acidez, alcalinidade (basicidade) ou a neutralidade de um meio, e de todas as substâncias determinado pela concentração de íons de Hidrogênio (H+), sendo uma característica que influência bastante o ambiente. Soluções tampão não sofrem variação de pH com adição de uma solução de característica ácida ou básica, mantendo o pH constante, sendo assim, muito importante para sistemas químicos e bioquímicos, pois estas são muito influenciadas por esse potencial hidrogeniônico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Brotto, Daniela Lopes Terci e Vitorino, Adriana Rossi. INDICADORES NATURAIS DE pH: USAR PAPEL OU SOLUÇÃO-Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, CP 6154, 13083-970 Campinas. – SP-Quím. Nova vol.25 no.4 São Paulo July 2002. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422002000400026> Acesso: 29 abril. 2017.
Silva, César Ricardo, Simoni, José de Alencar. AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE TAMPONANTE - UM EXPERIMENTO PARTICIPATIVO- Instituto de Química - UNICAMP - CP 6154 - 13083-970 - Campinas – SP- Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n3/2828.pdf>. Acesso: 30 abr. 2017.
QUESTIONÁRIO
O Ácido Acético 0,1 M tem pH aproximado de 3,00.
A diferença de pH entre o Ácido Acético 0,1 M e Ácido Clorídrico 0,1 M se explica porque o Ácido Acético pouco (pouco/muito) dissociado e o Ácido Clorídrico é um ácido muito (pouco/muito) dissociado.
Houve variação detectável de pH pela adição de Hidróxido de Sódio ao tubo 1 (1/2). Por quê? Porque o tubo 1 não possuía solução tampão para manter o pH e o tubo 2 possuía.
Agitando os tubos 1 e 2 houve maior variação de pH no tubo 1 (1/2).
Descreva, quimicamente, o que ocorre quando se sopra a solução. Dê as reações. A explicação e as reações encontram-se nos resultados e discussões.
Agitando o tubo 2 durante muito tempo não conseguiremos (conseguiremos/não conseguiremos) abaixar seu pH até o pH do tubo 1. Por quê? Porque o efeito do tampão demora a ser quebrado e ainda que o pH diminua, não chega ao mesmo do tubo 1, pois o tubo 2 possuía solução tampão.
Quantas gotas de Ácido Clorídrico 0,1 M foram adicionadas ao tubo 4 para atingir o mesmo pH do tubo 3 com 2 gotas de Ácido Clorídrico 0,1 M? Foram adicionadas 11 gotas.