Experiência 10

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE QU/MICA INORGANICA 
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL - QUI - 01 - 003 
Experiência 
10 
/-TITULO: CONSTANTES DE IONIZAÇAO DE ÁCIDOS E BASES 
. FRACOS E EFEITO TAMPAO 
li - OBJETIVO 
Determinação do pH de soluções de Ácido fraco e Base fraca e suas 
Constantes de Ionização (K. e Kh), assim como a verificação da capacidade tamponante de 
soluções: CHJCOOH/CHJCOONa e NH/NH,CI. 
Ili - INTRODUÇÃO 
Baixas concentrações de íons hidrogênio são mais adequadamente expressas 
através do pH. 
O pH é definido como sendo o cologarítimo da concentração dos íons 
hidrogênio em uma solução. 
pH = colog I H·l 
Analogamen te, baixas concentrações de íons hidroxila são mais 
adequadamente expressas através· do pOH. . · · 
O pOH é definido como sendo o cologad íin10 da conc·•ntração dos íons 
hidroxila em uma solução. ,. ' ' ··., · ' 
pOH = colog [OH·l 
Nesta experiência, soluções de um ácido fraco e uma base fraca terão seu 
pH determinado,a~ravés de u?1 medidor d~ p~ o que ~er~nite detenninar as concentrações 
de todas as espec1es envolvidas nos equ1ltbnos de ionização e com isso detem
1
inar as 
constantes de ionização K. e Kh. . 
f A-, . f H+ I 
K. = JHAJ 
IM+J • IOH-J 
Kh = IMOHI 
Exp. 10.2 
Uma Solução Tampão é formada por uma mistura de Ácido Fraco e sua 
Base Conjugada em concentrações aproximadamente iguais ou por uma mistura de Base 
Fraca e seu Acido Conjugado em conccntrnç11cs aproximadamente iguais. Tais soluções 
têm a propriedade de variar muito pouco o seu pH quando a elas são adicionadas 
pequenas quantidades de Ácidos ou Bases fortes. Uma Solução Tampão é tão mais efetiva 
quanto mais próximas forem as concentrações do Par Conjugado e quanto mais elevados 
forem os valores absolutos dessas concentrações. Seu pH é dado por: 
(ácido fraco( 
pH = pK. - log [base conjugada) 
IV· MATERIAL E REAGENTES 
MATERIAL 
- 06 Bcqucrs de 50 mL 
- 02 Balões Volumétricos de 25 mL 
- OI Frasco Lavador 
- 04 Bequers de 100 mL 
- 02 Proveias de 50 mL 
- 02 Pipetas de 2,5 mL 
- Medidor de pH 
V-PROCESSO 
(base fraca J 
pH .= 14 _ pK. + IOJ: (ácido conjugado! 
REAGENTES 
- Cll ,COOH 0,5 mol/L 
- CH,COOH 0,2 mol/L 
- CH ,COO Na 0,2 mol/L 
- NH, 0,5 mol/L 
- NH, 0,2 mol/L 
- NH.CI 0,2 mol/L 
- HCI O, 1 mollL 
- NaOJ-1 O, 1 mol/L 
PARTE A: Determinação do pH e das Co11stu11tes de Dissociação do Ácido 
Acético e da Amiinia. 
Água destilada, n:ccntemcntc fervida para eliminar o CO2 dissolvido, deverá ser 
utilizada para preparar cada uma das soluções seguintes. 
1) Pipetc 5,0 mL de CIIJCOOH 0,5 mol/L para um balão volumétrico de 
50 mL e compli:tt' com água fervida até a marca . /\gite. 
- Cak.ulc :i ,uncentraçào resultante de CH,COOH. 
- Translir,:1 para um béquer de 50 mL limpo e seco e determine o pH da solução. 
2) Calcule quantos mL de solução NH3 0,5 rnol/L são ncccssúrios para se obter 
50 mL de solução NHi 0,05 mol/L. 
- Prepare-a. 
- Transfira para um béquer de 50 mL limpo e seco e detem1ine o pi Ida solução. 
A partir do valor do pH das soluções problema, descobre-se a concentração de 
H' (ou OH·) e pode-se determinar a constante de ionilação para o Ácido Fraco e 
para a Base Fraca. 
Exp. 10.3 
PARTE B: Verificação do Efeito Tampãl> 
3) Adicione 5,0 mL de HCI O, 1 mol/L a 50 mL de água destilada fervida contida 
em um. béquer d~ ~O mL. Agite com bastão de vidro e dctennine o pf-1. Repita o 
procedimento ad1c1onando 5,0 mL de NaOH O, 1 mo/L a 50 mL de água destilada fervida 
contida cm um béquer de 50 mL. Agite com bastão de vidro e dctenninc o pH. Compare o 
resultado com aqueles que serão ohtidos com os tampões. 
4) Prepare 100 mL de uma solução tampão Ácido Acético/ Acetato de Sódio 
misturando 50 mL de Ácido Acético 0,2 mol/L com 50 mL de Acetato de Sódio 0,2 
mol/L em um béquer de 100 ml e detcnnine o seu pH usando medidor de pH. Registre o 
resultado. 
Divida esta solução em ~uas porções de 50 mL, colocando-as cm dois béqueres de 
100 mL (ou 50 mL, no início). 
Na primeira porção adicione 5 mL de HCI O, 1 mol/L, agite com bastão de vidro 
e detenninc o pH. Anote na tabela de resultados. Repita o procedimento adicionando 
HCI O, l mol/L de 5 em 5 mL até que ocorra variação brusca de pH. 
Na segunda porção, de fonna análoga, adicione NaOH 0.1 mol/L de 5 em 5 mL até 
que ocorra variação brusca de pH. 
5) Prepare 100 mL de uma solução tampão Ácido Acético/ Acetato de Sódio 
misturando 25 mL de Ácido Acético 0,2 mol/L e 25 mL de Acetato de Sódio 0,2 mol/L 
com 50 mL de água destilada fc1vida em um béquer de 100 mL e determine o seu pH 
usando medidor de pH. Registre o resultado. 
. . 
Repita o procedimento usado com a· sohção .. wmpão anterior. 
,.. .; • t.. 
6) Prepare f 00 mL de uma sol~ç'.:o tarnpâ;>;'\:r61~:a:~ :orct~. d:: Amôni~, • . 
misturando 50 mL de solução de Amorna 0,2 moJ; L (.;om ç,, inL o~ Cloreto de /\molllo 
0,2 mol/L em um béquer de I 00 mL e determine o seu pl-1 usando medidor de pH. 
Registre o resultado. 
Repita o procedimento usado com as soluçôcs anteriores. 
VI-DADOS 
PARTE A: 
PARTE B: 
Solução 
C H,COOII 
NH, 
Primeiro Tampão: 
ICH,COOIII 
(11101/I.) 
S<'gundo Tampão: 
ICH,COOIII 
(11101/L) 
Terceiro r :impão: 
1 ~11,1 
(11101/I.) 
:.• 
t 
Exp. 10.4 
cone. (11101/L) o ll 
ICH,COONal pll 
(11101/I.) 
(CH,COO ~ al pH 
(mol/L) 
l~H.CII pll 
(mol/L) 
1 
VII• RESULTADOS 
PARTE A: 
Solução K. (K,) 
cxncrimcntal 
CH,COOH 
NH, 
PARTE B: 
1) H,O destilada + HCI ou NaOII 
pH da água com IICI 
pH da itgua com NaOH 
2) 1' Tampão: ,\cido Acético / Acetato dr S(,dio 
Exp. 10.5 
K, (K,) 
tabelado 
l.75x 10 ' 
l.76x 10' 
I Iº 
1
15 l 2º 
1
25 l 3º 
1
35 l 4º 
1
45 l 5º 
1
55
1 
(~ 
1 
VNJ», ;~ (mL) 1 5 1 10 1 15 , 20 115 1 30 1 .15 140 145 150 l 551 60 1 
3) 2°Tampão: Ácido AcHico / , .. ·.~to de S<idio 
-· 
V00 ad. (mLl 5 10 15 2t J i ó I JO ;s 40 45 50 55 60 
º" 
l 1 
.... -
v,.,,., ad. (rnL) 5 10 15 20 25 30 35 ·H' 1 45 50 55 liO l 1 
oH 1 
4) J•Tampão Amônia / Cloreto de Am11nio 
1 Voo ~~ (mL) 1 5 110 115 120 125 1 30 1 .15140 145 150 155 16· 
V,,o., ad. (mLl 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 
oi! 
VIII- QUESTfONÁRIO Exp. 10.6 
PARTE A: 
1) Por que, nesta cxpcricncia. foi util11.1da água destilada fervida parn a preparação das 
soluções? 
2) F.quacione. os processos de iunirnç~o ocnrridns na cxpcricncia. 
PARTE 8 : 
3) Calcule o pH das soluções tampão pr.:paradas e compare ,om os valores medidos 
experimentalmente. 
4) Compare os resultado< das 1a1cfas da Parte D. no que ~e refere ao volume necessário de 
HCI (ou NaOH) 1>ara pr(,vocar uma variação brusca de pi! nos tampões e na água. 
--
---
!:. fv_,;'l í,~'l_ 
I - • ~·•J" 
H ' :: : J 
. 
. 
Volume do HCI Volume de NaOH 
. 
. 
S) Por que a segunda solução tampão res1s1iu menos :i adição de HCI ou NaOII <lo 4uc a 
primeira, apc,ar dl.' ambas serem constituídas pelo mc~mo par :icido/basc conjugada? 
6) Por que todos os resíduos desta experiência podem ser dcscarwdos cm um úmrn 
frasco de resíduos? Qual deve ser o d.:stino final deste rcsiduo'/ 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
INSTITUTO DE QU/MICA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÂNICA 
QU{M/CA GERAL EXPERIMENTAL - QUI - 01 - 003 
Experiência 
10 
1- TITULO: CONSTANTES DE IONIZAÇÃO DE ÁCIDOS E BASES 
FRACOS E EFEITO TAMPÃO 
i\~V< - l-\ ~\J 2 
li-DADOS 
PARTE A: 
---i 'º-=' . s \. ~ "' e.,,:.:)\'\, So 
L'"\-\;l().:)\. \- 0105 M) \ ll 
Solução 
CH1COOH 
NH1 
PARTEB: 
~Q~ - 2,\.::i~ 
3. 
0\ç'\ ~ ~ .2,"\5 -~~ 
K~ :: \ i 1.:. . "-~ i 
Primeiro Tampão: 
[CH1COOHJ 
(mol/L) 
-e-, ) .i 
Segundo Tampão: 
[CH3COOHJ 
(mol/L) 
Terceiro Tampão:(NH1] 
(moJ/L) 
Ili - RESULTADOS 
cone. (mol/L) ~H 
'JI v S, J ~ • 
:::), )~ ~~ ,<. \ 
[CH1COONa) pH 
(mol/L) 
C) 1 j \ \\ l\ (. 
(CHJCOONa] pH 
(moJ/L) 
u~ \{ \\~ 1 
(NH◄CII 
(mol/L) 
pH 
'\' 
Exp.10.2 
PARTE A: 
Solução K. (Kb) K. (Kb) 
experimental tabelado 
CH)COOH 1 1,75 X I0-5 
1 o. I - • 
NH3 ~ ~,l~ ~ ) 1,76 X I0-5 
. 
PARTE B: 
1) H20 destilada+ HCI ou NaOH 
pH da água com HCI A 'x 
pH da água com NaOH ~ 1 1 'i 
2) I º Tampão: Ácido Acético/ Acetato de Sódio 
V 11c1 ad. (mL) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 
pH lj l ~ç \' ~IH --~ 1 -1 ~ l) 
V N.oH ad. (m.L) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 
pH '-\ ~ ~ ·\ ~~ ~ 1 . ~~ , L > ..... - r 
3) 2' Tampão: Ácido Acético/ Acetato de Sódio 
1 V ,a ; ~ ( mLJ 1 5 l '° 1 15, 1 20 1 25 1 30 1 3 5 1 40 14 5 1 50 1 55 1 60 1 
v .. aOH ad. (m.L) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 
pH ' ' -~ ~--' - ·-
4) 3°Tampão Amônia/ Cloreto de Amônio 
I V,.a ;~ ( mL) 1 5 I IO l '51 20 1 251 30 135140 14 51 50 1 55 1 60 1 
I v,~ ~ (mL) 1 5 I JO l '5120 125130 135 , 40 145 , 50 155 , 60 1 
IV- QUESTIONÁRIO 
PARTE A: 
Exp.10.3 
V 
\,? 
\ 
1) Por que, nesta experiência, foi utilizad , . . 
soluções? a agua destilada fervida para a preparação das 
) J 
• e ' 
, 1 '( r, (/ 
2) Equa~ione os processos de ionização ocorridos na experiência. Use o verso da página 
antenor. 
PARTEB: 
3) Calcule o pH das soluções tampão preparadas e c~om os valores medidos 
experimentalmente. Use o verso desta folha. 
4) Compare os resultados das tarefas da Parte B, no que se refere ao volume necessário 
de HCI ( ou NaOH) para provocar uma variação brusca de pH nos tampões e na água. 
Volume de HCI Volume de NaOH 
1º Tampão l.\ ":) !\'\ \_ b ;) t-c '\. 
2º Tampão 
, • ..r\\ ~ -~ \.. 
3° Tampão 
'--4, Or,.. 
.:; e; ~ \ 
H2O destilada J. 
-
M 3 (V\\ 
Conclusão: 
Ó. e,~~~ ) ~ \ '--~o (", (\ ~ ') ,e,." .,.,_...., ~ ~ o-
( - \ ✓ 
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)( C• r- ,. u \ f'l' "'-"' ' 
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Exp.10.4 
S)_ Po~ que a segunda solução tampão resistiu menos à adição de HCI ou NaOH do queª 
pnme1ra, apesar de ambas serem constituídas pelo mesmo par ácido/base conjugada? 
/J. fl.f.1..A. ( D~ 
, 
1BAx) /\ l .O,., (J;;t,J (j; ç., ClC> ), I \Ol IJ fi S $tl l: J,.C. 
o {; ( yi jf/)()f ( r, {'/'.o (-:i.fl/.t'l M/ll ()t \ • V 
6) Por que todos os resíduos desta experiência podem ser descartados em um 
único frasco de resíduos? Qual deve ser o destino final deste resíduo? , .. _J 
(ti,..,, ';i. \' v11h fM~11,r.1> ~U~ei ~ Q,t.';'t ~t. :;~ l:'- V