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1 1. INTRODUÇÃO O pH significa potencial de Hidrogênio, é um termo cunhado pelo químico dinamarquês Sonrense em 1909 a partir de suas pesquisas sobre a qualidade na fabricação de cerveja. O termo pH é utilizado para representar o potencial de Hidrogênio presente em uma solução ou mistura. Esse potencial refere-se à quantidade de cátions hidrônio presentes no meio e indica se esse meio ou mistura é ácido, básico ou neutro. De acordo com o estudo do equilíbrio iônico da agua, além dos cátions hidrônio, temos também a presença de íons hidróxido. Assim, a avaliação do pH de um meio sempre leva em consideração a concentração de hidrônios (cátions) e a de hidróxidos (ânions). A escala que mede o valor do pH de uma substancia possui uma variação que vai de 0 a 14, onde quanto mais próximo a 0 for o valor do pH maior será a acidez da substância, e quanto mais próximo a 14 maior será a alcalinidade. Temos então substancias que serão mais ou menos acidas e substancias que serão mais ou menos alcalinas (básicas). O centro da escala representada pelo valor 7, aponta que a substância é neutra. • Meio ácido: quantidade de hidrônios > (maior) que a de hidróxidos; • Meio neutro: quantidade de hidrônios = a de hidróxidos; • Meio alcálino: quantidade de hidrônios < (Menor) que a de hidróxidos; 1.1 Exemplos de pH em algumas substancias: • Ácido de bateria - pH 1,0 - Muito ácida • Água pura - pH 7,0 - Neutra • Saliva humana - pH 6,5/7,4 - Tecnicamente neutra • Cloro - pH 12,5 – Alcalina • Agua do mar – pH 8 – Alcalina 2 1.2 Medidores de pH É um equipamento que se utiliza para medir o pH de uma certa substância ou meio. Há vários tipo de medidores, que variam de simples a muito complexos. 1.2.1 Papel indicador universal O papel indicador universal (PIU), são tiras de papel que apresentam distintas cores para cada pH de 1 a 14. Quando pingamos uma gota da solução no papel ocorre diferentes reações com as substancias presentes no papel e muda de cor conforme o pH de cada solução, existe uma tabela que serve para compararmos a cor encontrada com o seu respectivo pH. 1.2.2 pHmetro Esse equipamento é composto basicamente por um eletrodo conectado a um potenciômetro, que possibilita a conversão do valor de potencial do eletrodo em unidades de pH. Quando o eletrodo é submerso na amostra, ele produz milivolts que são transformados para uma escala de pH. O funcionamento do pHmetro depende de sua calibragem, que deve ser feita de acordo com os valores de referência que constam nas soluções de calibração. A frequência com que o pHmetro deve ser calibrado está diretamente relacionada à frequência de medições e à qualidade do equipamento. Nos casos em que se conta com um aparelho estável e se realizam medições frequentes, não é necessário calibrá-lo todos os dias. Em outros casos, quando as medições não são diárias, o ideal é sempre calibrar o pHmetro antes de sua utilização. 3 1.3 Indicadores de ácido-base Os indicadores ácido-base são substâncias que adquirem cor diferente na presença de soluções ácidas e de soluções básicas. São elas que permitem identificar o pH de determinada solução que se deseja estudar. 1.3.1 Papeis de tornassol O papel de Tornassol é um papel indicador embebido com uma tintura orgânica que muda de cor na presença de ácidos e de bases. É utilizado quando se quer determinar, simplesmente, se a solução é ácida ou básica, pois o Tornassol não providencia nenhuma informação adicional - por exemplo a força (pH) do ácido, ou da base. Existem 2 tipos de pape tornassol: o azul e o vermelho. Azul: o papel de Tornassol azul é o indicado para se determinar se uma solução é ou não ácida (pH < 7,00). Se uma gota de uma solução ácida for vertida sobre um papel de tornassol azul, este irá mudar de cor para vermelho. Vermelho: O papel de Tornassol vermelho é utilizado para se determinar se uma solução é básica (pH > 7,00). Colocando-se uma gota de uma solução básica sobre o Tornassol vermelho, este irá mudar de cor para azul. 1.3.2 O alaranjado de metila Mantem uma cor vermelha que muda para amarela em soluções básicas. 1.3.3 A fenolftaleína A sua solução alcóolica é incolor, mantendo a sua cor em substâncias ácidas ou neutras e, adquirindo cor carmim na presença de substâncias básicas. 4 1.3.4 A tintura azul de Bromotimol É um indicador de pH que em solução acida fica amarelo, e em solução básica fica azul, e em neutra verde. 1.3.5 A solução aquosa de chá preto A sua solução aquosa é avermelhada,, adquirindo cor amarelo-pálida em contato com soluções ácidas e, cor acastanhada em contato com soluções básicas. 1.3.6 A solução aquosa de Beterraba A solução adquire cor vermelha em contato com meio ácido, e cor roxa em contato com meio básico. 1.3.7 A solução aquosa dos rabanetes A solução adquire cor vermelha em contato com meio ácido, e castanha com meio básico. 1.3.8 A solução aquosa da pêra A sua solução aquosa adquire cor vermelha em contato com soluções ácidas e, cor verde-seco em contato com soluções básicas. 1.3.9 A solução aquosa de repolho roxo A solução em meio neutro é de coloração roxa, e quando entra em contato com um meio acido, muda pra vermelho e em meio alcalino adquire a cor verde. 5 2. OBJETIVO O objetivo desta aula, foi mostrar por meio prático, o modo de se manusear indicadores de pH e indicadores ácido-base (sendo natural ou sintético), mostrar também como identificar a acidez ou alcalinidade de cada substância, por meio da reação (mudança de cor) acorrida pelo indicador ao entrar em contato com a solução 6 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1.1 Reagentes Solução de ácido clorídrico 5%; Solução de ácido acético 5%; Solução de hidróxido de sódio 5%; Solução de amônia 5%; Sabão em água; Detergente em água;; Vinagre branco; Refrigerante; Álcool etílico Solução de fenolftaleína; Solução de alaranjado de metila;; Solução de azul de bromotimol; Solução aquosa de repolho roxo; 3.1.2 Materiais 29 tubos de ensaio; 1 becker de 500mL; ¼ de um repolho roxo; 5 Papeis tornassol azul; 5 Papeis tornassol vermelho; 14 Papeis indicador universal; 1 Bico de bunsen; 1 Tripé; 1 Tela de amianto; 1 Baqueta; 22 Pipeta de Pasteur; 7 3.2 MÉTODOS Experimento 1: em uma estante, coloca 5 tubos de ensaio, e identifica-los enumerando-os de 1 a 5, após a identificação, coloque os seguintes reagentes nos devidos tubos. Tubo 1: Solução de ácido clorídrico; Tubo 2: Solução de ácido acético; Tubo 3: Solução de hidróxido de sódio; Tubo 4: Solução de hidróxido amônio; Tubo 5: Água destilada; E em seguida adicionar 2 gotas de fenolftaleína. Repetir o mesmo processo do experimento 2, mas ao invés de usar o indicador fenolftaleína, deve-se usar alaranjado de metila. Repetir o mesmo processo do experimento 2, mas ao invés de usar o indicador fenolftaleína, deve-se usar Azul de bromotimol. Experimento 2: em uma estante colocar 7 tubos de ensaio, enumera-los de 1 a 7. Tubo 1: detergente em agua; Tubo 2: amoníaco em agua;; Tubo 3:creme dental em agua; Tubo 4: vinagre branco; Tubo 5: soda limonada (refrigerante); Tubo 6: álcool etílico; Tubo 7:sabão em agua; Pegar 7 indicador de pH universal, e medir o pH de cada tubo de ensaio. Experimento 3: colocar ¼ do repolho roxo cortado em pedacinhos em um becker de 500 mL e complete com água ate que cubra o repolho roxo, e deixe ferver até o volume da agua se reduzir a metade; Pegue uma estante e coloque 7 tubos de ensaio, e os enumere de 1 a 7, colocando posteriormente os seguintes reagentes: 8 Tubo 1: 2 mL de ácido clorídrico; Tubo 2: 2 mL de agua destilada + 5 gotas de ácido acético; Tubo 3: 2 mL de álcool; Tubo 4: 2 mL de água destilada; Tubo 5: 2 mL de água destilada + 1 gota de hidróxido de amônio; Tubo 6: 2 mL de água destilada + 2 mL de hidróxido de amônio;; Tubo 7: 2 mL de solução diluída de hidróxido de sódio; Após a solução de repolho roxo estar pronta, com uma pipeta de Pasteur, acrescentar 2 mL da solução de repolho roxo em cada tubo de ensaio, e observar se haverá mudança de cor. 9 4. ANALISE E DISCUSSÃO Por meio das analises de pH das misturas, conclui-se que se para a obtenção do pH das substâncias é necessário saber utilizar os métodos de identificação ácido-base, como os indicadores naturais e os indicadores sintéticos (papeis tornassol, alaranjado de metila, fenolftaleína azul de bromotimol, solução aquosa de chá preto, solução aquosa de beterraba, solução aquosa de rabanetes, solução aquosa de pera e solução aquosa de repolho roxo) e mais precisos como o indicador universal e o pHmetro. Tabela 1- mostra as reações do indicadores ácido-base. TU- BOS REAGENT- ES FENOLFITA- LEINA METILLO- RANGE AZUL DE BROMO- TIMOL TORNAS- SOL AZUL TORNAS- SOL VERME- LHO 1 HCl 5 % Transparen- te Vermelho Laranja Vermelho Vermelho 2 H3CCOOH 5% Transparen- te Vermelho Laranja Vermelho Vermelho 3 NaOH 5% Rosa Laranja Azul Azul Azul 4 NH4OH Rosa Laranja Azul Azul Azul 5 H2O Transparen- te Laranja Laranja Azul Vermelho Percebe-se pela tabela a cima como reagem os indicadores ácido-base, o fenolftaleína e o papel de tornassol vermelho se mantem a cor original quando em contato com meios ácidos, e mudam de cor quando em meio alcalino, já os indicadores metilorange, azul bromotimol e papel tornassol azul, se mantiveram da cor de origem e mudaram quando entraram em contato com meio acido. E percebe-se que todos os indicadores, exceto azul de bromotimol (que não manteve a cor azul), mantiveram a cor de origem. Tabela 2 mostra o pH dos reagentes usados nas analises. TUBOS REAGENTES pH 1 Detergente em água 6 10 2 Amoníaco em água 10 3 Creme dental em agua 6 4 Vinagre branco 2 5 Soda limonada (Refrigerante) 4 6 Álcool etílico 5 7 Sabão em água 11 Percebe-se por meio desta tabela o pH de cada reagente, após analises com indicador de pH universal. Percebe-se também que o vinagre branco é o mais ácido e o sabão em água é o mais alcalino e o creme dental e o detergente em agua são os que mais se aproximam da neutralidade. Tabela 3- mostra a reação da solução indicadora ácido-base de repolho e pH nas soluções em questão SOLUÇÕES PREPARO VALOR DE pH COR 1 2 mL de ácido clorídrico e 2 mL de extrato de repolho roxo 1 Vermelho 2 2 mL de água destilada + 5 gotas de ácido acético + 2 mL de extrato de repolho roxo 3 Rosa 3 2 mL de alcool + 2 mL de extrato de repolho roxo 5 Lilás 4 2 mL de água destilada + 2 mL 6 Roxo 11 de extrato de repolho roxo 5 2 mL de água destilada + 1 gota de hidróxido de amônia + 2 mL de extrato de repolho roxo 9 Verde 6 2 mL de água destilada + 2 mL de hidróxido de amônia + 2 mL de extrato de repolho roxo 11 Verde 7 2 mL de solução diluída de hidróxido de sódio + 2 mL de extrato de repolho roxo 12 Amarelo Percebe-se a mudança de cor do indicador feito a base de repolho roxo, de acordo com o pH de cada substancia. Sua cor varia de vermelho (pH 1, meio extremamente ácido) para amarelo (pH 12, meio alcalino). 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LOPES, Diego Dias, CONCEITO DE pH <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/conceito-ph.htm> Acesso em 06 de maio de 2017 as 13:22 ALARANJADO DE METILA <https://pt.wikipedia.org/wiki/Alaranjado_de_metila> Acesso em 06 de maio de 2017 as 15:55 AZUL DE BROMOL<https://pt.wikipedia.org/wiki/Azul_de_bromotimol> Acesso em 06 de maio de 2017 as 15:55 MEDIDORES DE pH <http://quimicainteressante.blogspot.com.br/2007/11/medidores-de-ph.html> Acesso em 06 de maio de 2017 as 14:41 SANTOS, Yago, pH E INDICADORES<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA0UkAB/ph-indicadores>Acesso em 06 de maio de 2017 as 17:23 pHMETRO <http://www.prolab.com.br/blog/saiba-como-e-o-funcionamento- phmetro/> Acesso em 06 de maio de 2017 as 16:03 CONCEITO DE pH <https://www.significadosbr.com.br/ph> Acesso em 06 de maio de 2017 as 12:12 13 ANEXOS Imagem 1: experimento 1, misturas após a aplicação de indicadores ácido-base. Imagem 2: experimento 3, observa-se as misturas após a aplicação da solução aquosa de repolho.
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