solucao tampão definitivo

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SOLUÇÃO TAMPÃO
Adriana Bispo Pimentel, Jefferson Silva do Carmo, Mateus Souza Mendes, Milena Lima, Weslem Martins Oliveira¹; Marcelo Franco²
1 Estudantes do Curso de Ciências Biológicas – UESC
2 Docente/pesquisador do Depto de Ciências Exatas e Tecnológicas –UESC
Resumo: O presente estudo realizado no laboratório de química teve como objetivo a preparação e verificação das propriedades de uma solução tampão. Foram ultilizados vários materiais como, Béquer (50-100 ml), Balão volumétrico (50-100 ml), Tubos de ensaio, Pipetador, Pipeta graduada, Pipeta Pasteur, extrato de repolho. Foram observados os resultados e constatados que, ao utilizar o Tampão ácido/acetato 0,2 mol L-1 e o Tampão ácido/acetato 0,02 mol L-1, atenuam a variação de pH, mantendo-os constantes, com a adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases, ou quando ocorre diluição. Tendo um agente tamponador que é responsável por conduzir uma solução ácida ou alcalina a um certo pH e prevenir a mudança deste pH. Observou-se a mudança de cor da solução que é resultante da conversão entre a forma ácida e a forma básica, ocorre devido à alteração da estrutura molecular do indicador.
Palavras–chave: ácido e base; indicador; solução tampão.
INTRODUÇÃO 
O conceito original de ação tamponante surgiu de estudos bioquímicos e da necessidade do controle do pH em diversos aspectos da pesquisa biológica, como por exemplo em estudos com enzimas que têm sua atividade catalítica muito sensível a variações de pH. Neste contexto, Fernbach e Hubert, em seus estudos com a enzima amilase, descobriram que uma solução de ácido fosfórico parcialmente neutralizado agia como uma “proteção contra mudanças abruptas na acidez e alcalinidade.
Esta resistência à mudança na concentração hidrogeniônica livre de uma solução foi então descrita por estes pesquisadores como “ação tamponante.’’ Um tampão ou solução tampão é uma solução cujo pH varia muito pouco quando pequenas quantidades de íons H3O+ e OH- são adicionadas a ela. Composição: em geral, os tampões são constituí- dos por quantidades aproximadamente iguais de um ácido fraco e sua base conjugada. 
A capacidade tamponante é a quantidade de íons hidrônio ou hidróxido que um tampão pode absorver sem uma mudança significativa em seu pH. A capacidade tamponante de uma solução tampão depende: do pH relativo ao seu pKa ; da concentração do tampão .
Influência do pH: Quanto mais próximo o pH do tampão estiver do pKa do ácido fraco, melhor a capacidade tamponante da solução tampão, ou seja, esta poderá resistir a variações no pH com a adição de ácidos ou bases. Um tampão eficaz tem pH = pKa ± 1. Quando o pH da solução tampão for igual ao pKa do ácido a solução terá igual capacidade em relação às adições de ácido ou de base. Se o pH do tampão estiver abaixo do pKa , a capacidade tamponante do ácido será maior que a capacidade tamponante da base. As variações de pH ocorridas nas soluções tamponadas são insignificantes quando comparadas às variações nas soluções não tamponadas. Por este motivo, estas soluções são utilizadas para manter constante o pH de um sistema e para preparar soluções de pH definido.
MATERIAIS E MÉTODOS
A partir de um roteiro disponibilizado pelos docentes, foram separados 11 instrumentos e 07 reagentes para na realização dos experimentos. Sendo os instrumentos - Béquer (50-100) mL (01); Bastão de vidro (02); Balão volumétrico (50-100) mL (03); Vidro de relógio (04); Tubo de ensaio (05) Estante para tubo de ensaio (06); Pipeta graduada (1-10) mL (07); Pipeta graduada (08) Pipeta de Pasteur (09); Pipetador (10); PHmetro (11) Os reagentes foram – Água destilada (01); Ácido acético Glacial (02); Acetato de sódio anidro (03); Solução tampão de ácido acético 0,2 mol L-1 (04) Solução tampão de ácido de acetato 0,02 mol L-1 (05); Solução de HCl 0,1 mol L-1 (06); Solução de NaOH 0,1 mol L-1 (07); Extrato de repolho roxo (08).
Experimentos 01: Preparo de 50 mL de uma solução de ácido acético 1 Mol-1 (01)
Foi transferido 2,9 mL de ácido acético glacial, para um balão volumétrico de 50 mL e depois o balão foi completado com água destilada.
Experimento 02: Preparo de uma solução de 50 mL de acetato de sódio 1 mol L-1(02)
Foi dissolvido em um béquer com um pouco de água, 3,4g de acetato de sódio, que depois foi transferido para um balão volumétrico de 50 mL totalmente preenchido com água destilada.
Experimento 03: Preparo de 100 mL de solução tampão 0,2 mol L-1
Foi transferido 10 mL da solução 01, mais 10 mL da solução 02, para um balão de 100 mL e depois o volume foi completado com água destilada, com posterior medição do PH. 
Experimento 04: Preparo de 100 mL da solução tampão 0,02 mol L-1
Foi transferido 1 mL da solução 01 mais 1 mL da solução 02, para um balão de 100 mL e depois o volume foi completado com água destilada. Em seguida também foi realizado a medição do PH.
Após a realização dos experimentos, foram realizados mais alguns experimentos divididos em partes. Na parte A, foram numerados 03 tubos de ensaio e adicionado a eles, 2 mL de água e 15 gotas de extrato de repolho roxo como indicador. No tubo 01, foi adicionado 01 gota de solução de HCl 0,1 mol L-1. No tubo 03, foi adicionado 01 gota de solução de NaOH 0,1 mol L-1 e o tubo 02 foi mantido como controle para comparações.
Na parte B, foi realizado o mesmo procedimento, com numeração de tubos, adição de 01 gota de HCl 0,1 mol L-1 + NaOH 0,1 mol L-1 + 15 gostas de indicador. Contudo, a água destilada foi substituída por solução tampão de ácido acético 0,2 mol L-1.
Na Parte C, o mesmo procedimento, com separação de três tubos, agora denominados A, B e C foi repetido com adição de uma gota das soluções 0,1 mol L-1 dos ácidos. O tampão de ácido acético foi pelo substituído pelo tampão de 1 mL da solução 0,02 mol L-1. Os tubos da parte C foram reservados para a parte D.
Na parte D, no tubo 1B com solução 0,02 mol L-1, foi adicionado gota a gota a solução de HCl 0,1 mol L-1 e observado se houve alteração da coloração inicial. Os dados são apresentados nos resultados.
No tubo 3B, foi adicionado gota a gota, a solução de NaOH 0,1 mol L-1 e observado se houve mudança na coloração. O mesmo procedimento foi repetido para a solução tampão de concentração menor (0,02 mol L-1). 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Após a medição do pH da solução tampão 0,2 molL-1, obteve-se o valor de 4,41, e o pH da solução tampão a 0,02 mol L-1 foi de 4,5. As tabelas 1, 2 e 3 apresentam os resultados dos experimentos A, B, C e D.
Tabela 1: Resultados obtidos no experimento A:
	
	Ensaio
	Cor observada
	Tubo 1
	Água + Ácido
	Mudança para a coloração rosa
	Tubo 2
	Água (Controle)
	Manteve-se a coloração violeta
	Tubo 3
	Água + Base
	Mudança para coloração azul
Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH ligam-se aos íons H+ ou OH-. A ligação a estes íons provoca uma alteração da configuração eletrônica destes indicadores e, consequentemente, alterando a cor.
A mudança de cor, resultante da conversão entre a forma ácida e a forma básica, ocorre devido à alteração da estrutura molecular do indicador, que é provocada pela entrada ou saída do íon (H+). Consequentemente, a modificação da estrutura do indicador que leva a origina cores distintas para cada uma das formas.
Tabela 2: Resultados obtidos no experimento B
	
	Ensaio
	Cor observada
	Tubo 1B
	Tampão + Uma gota de ácido
	Não houve alteração de cor
	Tubo 2B
	Tampão + Uma gota de Água (Controle)
	Não houve alteração de cor
	Tubo 3B
	Tampão + Uma gota de Base
	Não houve alteração de cor
A solução tampão ácido acético permaneceu rosa, indicando acidez, e não mudou sua coloração. Adicionando água na solução tampão ac. Acético, que permaneceu rosa, não ouvi alteração uma vez que os íons H+ vindos da água encontrasse em menor quantidade, não influenciando o pH. Ao adicionar NAOH à solução tamponada de ac. Acético, houve a liberação de íons OH-, que reagiram com os íons H+ para formar água. Ou seja, ocorreu uma reaçãode neutralização.
Tabela 3: Resultados obtidos no experimento C
	
	Ensaio
	Cor observada
	Tubo 1B
	Tampão diluído + Uma gota de ácido
	Não houve alteração de cor
	Tubo 2B
	Tampão diluído+ Uma gota de água (Controle)
	Não houve alteração de cor
	Tubo 3B
	Tampão diluído + Uma gota de base
	Não houve alteração de cor
Ao adicionar 1 gota de ácido 0,1 mol/L-1 na solução tampão ac. Acético/acetato menos concentrado, ocorreu a liberação de íons H+, o que fez com que o pH diminui-se. O tampão diluído com água continuou com a tonalidade rosa. A quantidade de H+ que a água liberou não influenciou o pH. Ao adicionar a gota de base ao tampão de ac. Acético/acetato, a coloração permaneceu rosa. Isso significa que, apesar da baixa concentração do tampão resistiu bem à variação de pH. 
Tabela 4: Resultados obtidos no experimento D
	Tampão + extrato de repolho roxo
	
	Nº de gotas de HCl 0,1 mol L-1 necessário para observar alteração da cor inicial
	Nº de gotas de NaOH 0,1 mol L-1 necessário para observar alteração da cor inicial
	
Tampão 0,2 mol L-1
	Tubo 1B
	30 gotas
	------------
	
	Tubo 3B
	
------------
	70 gotas
	
Tampão 0,02 mol L-1
	Tubo 1C
	10 gotas
	------------
	
	Tubo 3C
	
------------
	7 gotas
No tampão 0,2 mol L-1 se fez necessário adicionar 30 gotas de ácido para superar a capacidade tamponante da solução, porque a solução era mais concentrada, se tornando ácida, adquirindo uma cor vermelha. A solução tampão 0,2 mol L-1 também tinha uma maior concentração. Sendo necessário adicionar 70 gotas de hidróxido de sódio para superar a capacidade tamponante, tornando à alcalina, obtendo uma cor verde. No tampão 0,02 mol L-1 que e menos concentrado essa resistência foi menor, sendo necessárias apenas 10 gotas de HCL 0,1 mol L-1 para torná-lo vermelho. Quando foi adicionado o NaOH 0,1 mol L-1, foram necessárias apenas 10 gotas para romper a capacidade tamponante, tornando a solução alcalina obtendo uma tonalidade verde. 
Questões finais:
O mesmo não aconteceu na parte B e C pois eram soluções tamponadas eficientes e resistiram às variações de pH, deslocando seus equilíbrios para manter as concentrações em equidade. 
Os resultados na parte B e C (tampão concentrado e tampão diluído) foram iguais. A concentração do tampão na parte C não interferiu. 
Quando a concentração do tampão mostrou-se menor, menos gotas foram necessárias para romper a capacidade tamponante, tornando-as ácidas ou básicas. Mais quando a concentração foi maior, se fez necessárias mais gotas para realizar a mesma etapa.
Soluções tampão são soluções que atenuam a variação dos valores de pH, mantendo-os constantes mesmo com a adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases, ou quando ocorre diluição. A função de um agente tamponador é conduzir uma solução ácida ou alcalina a um certo pH e prevenir a mudança deste pH.
CONCLUSÕES
As soluções tampão por apresentarem a capacidade de manterem pH constante, são muito importantes, a solução é formada por um ácido fraco e sua base conjugada ou por uma base fraca e seu ácido conjugado, atenuando a variação dos valores de pH, mantendo-os constantes mesmo com a adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases, ou quando ocorre diluição. A função de um agente tamponador é conduzir uma solução ácida ou alcalina a um certo pH e prevenir a mudança deste pH. Essa resistência do pH é resultado do equilíbrio entre as substâncias participantes do tampão. A mudança de cor é resultante da conversão entre a forma ácida e a forma básica, ocorre devido à alteração da estrutura molecular do indicador, que é provocada pela entrada ou saída do íon (H+).
 REFERÊNCIAS
ATKINS, Peter William; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed.  Porto Alegre: Bookman, 2012. 
SKOOG & WEST & HOLLER et al. Fundamentos de Química Analítica. 1 ed. Cengage learning, 2005.