Relatório- Força dos acidos e bases

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
FORÇA DE ÁCIDOS E BASES
ILHÉUS-BA
2019
 
FORÇA DE ÁCIDOS E BASES
Relatório apresentado a Universidade Estadual de Santa Cruz, como requisito parcial de avaliação da disciplina CET1239– Química Geral e Experimental. Turma P03 do Curso de Engenharia Civil.
Dia de execução do experimento: 18 de novembro de 2019.
Orientador: Prof.º Roberto Carlos Felício.
ILHÉUS-BA
2019
Sumário
	
1	 INTRODUÇÃO	3
2	 OBJETIVOS	4
3	 MATERIAIS E MÉTODOS	4
3.1 MATERIAIS	4
3.1.1 VIDRARIAS	4
3.1.2 REAGENTES	6
3.2 MÉTODOS	6
3.2.1 AÇÃO DOS ÁCIDOS SOBRE OS CARBONATOS	6
3.2.2 AÇÃO DOS ÁCIDOS E DAS BASES SOBRE OS INDICADORES	6
4	 RESULTADOS	7
5	 DISCUSSÃO	10
5.1 TORNASSOL AZUL, VERMELHO E FITA DE INDICADOR UNIVERSAL	10
5.2 INDICADORES	11
6	 CONCLUSÃO	14
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	15
 
 INTRODUÇÃO
Duas importantes classes de compostos químicos, os ácidos e bases são grandes pilares da vida no planeta Terra. Os químicos debatem os conceitos ácidos e bases desde longa data, porém umas das primeiras definições foi proposta, pelo químico Svante Arrehenius que definiu um ácido como uma substância contendo hidrogênio que produz íons Hidrogênio (H+) em solução e uma base como uma substância que produz íons hidróxido (OH-) em solução. O problema dessa definição é que se refere a soluções aquosas. 
 	Mas, em 1923, Lowry na Inglaterra e Bronsted na Dinamarca sugeriram independentemente os conceitos de ácidos e bases, segundo eles, ácidos são substâncias capazes de doar um próton em uma reação química e bases são compostos capazes de aceitar um próton numa reação. Mais tarde uma definição de ácido-base ainda mais abrangente foi sugerida pelo químico Americano G.N. Lewis em 1923 no mesmo ano. De acordo com Lewis ácido é, em resumo, um receptor de par de elétrons e base é um doador de par de elétrons. 
 	Em uma reação de neutralização, íons hidrogênio de um reagente ácido com íons hidróxido de uma base formam água. A água é um produto em todas as reações ácido-base.
O esquema de uma reação de neutralização total pode ser auxiliado pela reação genérica a seguir:
 (1)
 	 Os ácidos e as bases são identificadas através de substâncias chamadas de indicadores. O indicador é uma espécie química que muda de cor conforme o pH do meio onde se encontra, ácido ou básico. O pH é o potencial hidrogeniônico, e refere-se à concentração de íons [H+] (ou H3O+) em uma solução. Quanto maior a quantidade desses íons, mais ácida é a solução. 	Os indicadores apresentam uma cor quando estão em meio ácido e outra cor quando estão em meio básico. Robert Boyle (1627-1691), reconheceu que corantes vegetais mudavam de cor em contato quer com soluções ácidas quer com soluções alcalinas. Deste modo, Boyle classificou como ácidos todas as substâncias que tornassem vermelha a tintura azul de tornesol (indicador) e como bases todos os compostos que restituíssem a cor azul ao tornesol.
 	 Escala de pH geralmente varia entre 0 e 14, sendo que o 7 representa o meio neutro, os valores abaixo de 7 são meios ácidos e quanto menor o pH, mais ácido é o meio, enquanto os valores acima de 7 são meios básicos e quanto maior esse valor, mais básico é o meio.
 OBJETIVOS
Analisar a força de alguns ácidos e bases, além de observar a variação da coloração de alguns indicadores em função do valor de pH da solução.
 MATERIAIS E MÉTODOS
MATERIAIS
3.1.1 VIDRARIAS
· Estante para tubos de ensaio
 Figura 1
 Fonte: Internet
· Tubos de Ensaio
 Figura 2
 Fonte: Internet
· Espátula
 Figura 3
 Fonte: Internet
· Papel de tornassol
 Figura 4
 Fonte: Internet
3.1.2 REAGENTES
· HCl (ácido clorídrico) – 1,0 mol/L;
· HNO3 (ácido nítrico) – 1,0 mol/L;
· H2SO4 (ácido sulfúrico) – 1,0 mol/L;
· CaCO3 (carbonato de cálcio) – em pó;
· CH3COOH (ácido acético) – 1,0 mol/L;
· NaOH (hidróxido de sódio) – 0,1 mol/L;
· NH4OH (hidróxido de amônio) – 0,1 mol/L;
· Mg(OH)2 (hidróxido de magnésio) – 0,1 mol/L;
· Água destilada;
· Fenolftaleína;
· Alaranjado de metila;
· Azul de bromotimol;
· Água com gás.
MÉTODOS
AÇÃO DOS ÁCIDOS SOBRE OS CARBONATOS
a) Ácidos fortes
Foram colocados três tubos de ensaio com aproximadamente 5,0 ml dos ácidos clorídrico, nítrico e sulfúrico, rotulados respectivamente, em uma estante como ilustrada na figura 1.
Posteriormente, foi adicionada uma pequena quantidade, equivalente à ponta de uma espátula, de carbonato de cálcio em pó em cada tubo de ensaio para verificar a solubilidade dos produtos formados.
b) Ácidos fracos
Foi colocado em um tubo de ensaio 5,0 ml de ácido acético. Agitou-se o tubo e acrescentou uma porção de carbonato de cálcio em pó.
3.2.2 AÇÃO DOS ÁCIDOS E DAS BASES SOBRE OS INDICADORES
	Foi elaborado um sistema de acordo com os dados contidos na tabela sugerida no roteiro. Em cada tubo de ensaio foram colocados 8,0 ml de água destilada e adicionados 2,0 ml (equivalente à 25 gotas) das seguintes soluções (0,1 mol/L):
· Ácido clorídrico;
· Ácido nítrico;
· Ácido sulfúrico;
· Ácido acético;
· Hidróxido de sódio;
· Hidróxido de amônio;
· Hidróxido de magnésio;
Posteriormente, cada tubo foi agitado e testado frente aos papeis de tornassol azul e vermelho.
Logo depois, foram separados quatro tubos de ensaio, devidamente identificados, contendo a solução obtida através do procedimento anterior e adicionadas duas gotas dos referidos indicadores: fenolftaleína, alaranjado de metila e azul de bromotimol, afim de comparar as variações das cores. 
 RESULTADOS
Foram realizados com indicadores de PH, potencial hidrogeniônico em papel e solução, para ácidos e bases. Por meio das análises dos indicadores de Papel foi possível observar as seguintes reações:
Para o Tornassol Azul, ao entrar em contato com os ácidos propostos no experimento se tornava imediatamente da cor rosa. Contudo, caso o contato fosse com uma base, não ocorria alteração na cor.
Já o tornassol vermelho, ao entrar em contato com as bases propostas no experimento mudava sua coloração instantaneamente para azul e quando entrava em contato com o ácido não ocorria alteração na cor.
Foi observado que o PH universal apresentava uma combinação de cores ao entrar em contato com um ácido ou base, e, ao ser comparado como uma paleta de cores referentes ao escala de PH era possível determinar aproximadamente o PH.
O resultado de cada indicador de papel foi apresentado conforme a seguinte tabela:
Tabela 1: Reação que ocorreu nos indicadores de papel de PH
	ÁCIDOS
BASES
	TORNASSOL AZUL
	TORNASSOL
VERMELHO
	PH UNIVERSAL
	
HCl
	
Rosa
	
Rosa/Avermelhado
	
PH 1
	
HNO3
	
Rosa
	
Rosa/Avermelhado
	
PH 1
	
CH3COOH
	
Rosa
	
Rosa/Avermelhado
	
PH 4
	
H2SO4
	
Rosa
	
Rosa/Avermelhado
	
PH 1
	
NaOH
	
Azul
	
Azul
	
PH 14
	
NH4OH
	
Azul
	
Azul
	
PH 10
	
Mg(OH)2
	
Azul
	
Azul
	
PH 8
Para os indicadores em solução foi possível observar que o indicador de PH, fenolftaleína, em contato com as bases propostas no experimento alterava imediatamente a coloração da solução para rosa, enquanto para em contato com ácido continuava incolor. 
Nas soluções com o Alaranjado de Metila foi possível observar que a coloração da solução, em contato com um ácido, mudava instantaneamente de cor para vermelho, no entanto, em contato com uma base, continuava alaranjado.
Nas soluções com o Azul de Bromotimol, era possível observar que em contato com um ácido, a coloração da solução mudava instantaneamente para amarelo, no entanto, em contato com uma base mantinha sua coloração.
O resultado de cada indicador em solução foi apresentado conforme a seguinte tabela:
Tabela 2: Reação que ocorreu nos indicadores de PH, em solução.
	ÁCIDOS
BASES
	FENOLFTALEÍNA
	ALARANJADO DE METILA
	AZUL DE BROMOTIMOL
	
HCl
	
Na.
	
 Vermelho
	
Amarelo
	
HNO3
	
Na.
	
Vermelho
	
Amarelo
	
CH3COOH
	
Na.
	
 Vermelho
	
Amarelo
	
H2SO4
	
Na.
	
 VermelhoAmarelo
	
NaOH
	
Rosa
	
Alaranjado
	
 Azul
	
NH4OH
	
Rosa
	
Alaranjado
	
 Azul
	
Mg(OH)2
	
Rosa
	
Alaranjado
	
 Azul
 DISCUSSÃO
TORNASSOL AZUL, VERMELHO E FITA DE INDICADOR UNIVERSAL
Foi visto nos resultados, que o Tornassol Azul ao entrar em contato com os ácidos (HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH) se tornava imediatamente da cor rosa mas se fosse uma base não ocorria mudança de cor, o papel permanecia na cor azul. Isso ocorre pois o tornassol azul (utilizado para testar ácido) em presença de uma solução ácida (ph baixo), muda da cor azul para a cor vermelha ou rosa, Isso ocorre porque os íons reagem mudando o arranjo dos átomos presentes no indicador.
Já o tornassol vermelho ao entrar em contato com as bases (NaOH, NH4OH E MG(OH)2) mudava sua coloração para azul e quando entrava em contato com o ácido não ocorria alteração na cor. Isso ocorre porque ele só muda sua coloração quando submetido ao meio básico, em meio ácido ele continua com sua coloração.
Em virtude das análises da fita:
a) NaOH 
Após mergulharmos as pontas do papel em NaOH no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores amarelo, azulado, roxo e marrom, indicando o ph na faixa de 14.
b) HCl 
Após mergulharmos as pontas do papel em HCl no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores vermelho, amarelo, amarelo e laranja, indicando um ph na faixa de 0 a 1.
c) HNO3
Após mergulharmos as pontas do papel em HNO3 no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores vermelho, amarelo, amarelo e laranja, indicando um ph na faixa de 0 a 1.
d) H2SO4
Após mergulharmos as pontas do papel em HNO3 no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores vermelho, amarelo, amarelo e laranja, indicando um ph na faixa de 0 a 1.
e) CH3COOH
Após mergulharmos as pontas do papel em CH3COOH no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores laranja, amarelo, amarelo e laranja, indicando um ph na faixa de 4.
f) NH4OH
Após mergulharmos as pontas do papel em CH3COOH no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores amarelo, azul, amarelo e laranja, indicando um ph na faixa de 8.
g) HS(OH)2
Após mergulharmos as pontas do papel em CH3COOH no papel de indicador universal, observamos o resultado apresentado teve um padrão de cores amarelo, azul, amarelo e vermelho, indicando um ph na faixa de 8.
INDICADORES 
Inicialmente, foi dada uma tabela base para que fosse possível efetuar a análise das soluções, sendo:
Tabela 3. Indicadores
	
	INDICADORES
	INTERVALO DE pH
	TRANSIÇÃO DE COR
	
	
	Azul de bromotimol
	6,0 – 7,6
	Amarelo a azul
	
	
	Alaranjado de metila
	3,1 – 4,4
	Vermelho a alaranjado
	
	
	Fenolftaleína
	8,2 – 10,0
	Incolor a vermelho
	
Dada esta tabela, será feita uma análise por indicador, após ter efetuado o procedimento experimental descrito na metodologia.
a) Azul de bromotimol 
Na presença dos ácidos: HCl, HNO3, H2SO4
Os ácidos na presença de azul de bromotimol nos tubos de ensaio possuem uma coloração amarela e mostra que possui um pH igual ou inferior à 6,0 e isso indica que a solução é um ácido. Dependendo do pH, a cor pode ficar um amarelo mais fraco a forte.
Na presença das bases: NaOH, CH3COOH, CH4OH, HS(OH)2
 Já nas bases na presença de azul de bromotimol nos tubos de ensaio, possui uma coloração azul, indicando que a solução está com um pH igual ou superior à 7,6, sendo assim a solução está indicada como base. De pendendo da escala do ph, o azul pode ficar um azul fraquinho até azul mais forte.
b) Alaranjado de metila 
Na presença dos ácidos: HCl, HNO3, H2SO4
Já no indicador de alaranjado de metila nos tubos de ensaio na presença dos ácidos possui uma coloração vermelha e mostra que possui um pH igual ou inferior à 3,1 e isso indica que a solução é um ácido. Com isto, nestas soluções dependendo da escalo do ph pode ficar um vermelho mais fraco até um vermelho mais forte.
Na presença das bases: NaOH, CH3COOH, CH4OH, HS(OH)2
Já nos tubos de ensaio na presença de bases com o indicador alaranjado de metila possui uma coloração azul, indicando que a solução está com um pH igual ou superior à 4,4, sendo assim a solução está indicada como base. Dependendo da escala, fica um azul fraco até forte.
c) Fenolftaleína
Na presença dos ácidos: HCl, HNO3, H2SO4
No experimento, com a presença dos ácidos nos tubos de ensaio possui uma coloração translucida e mostra que possui um pH igual ou inferior à 8,2 e isso indica que a solução é um ácido. Pois, como a fenolftaleína, este indicador ele não a mudança de cor em decorrência de ácidos.
Na presença das bases: NaOH, CH3COOH, CH4OH, HS(OH)2
Já nos tubos de ensaio com bases misturados com o indicador, possui uma coloração magenta, indicando que a solução está com um pH na faixa de transição do indicador, mas como a coloração é magenta, admite-se que a solução está mais próxima do vermelho e sendo assim a solução está indicada como base. Sendo assim, na presença das bases eles mudam a sua coloração.
 CONCLUSÃO
Diante dos dados coletados, observou-se que, dentre as substâncias estudadas (NaOH, HCl, NaCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH, NH4OH e HS(OH)2.), todas se comportaram de acordo com o esperado para a natureza de suas propriedades.
Isto é, na presença dos indicadores de ácidos e bases descritas no decorrer da discussão deste procedimento experimental, as substâncias HCl, HNO3, H2SO4 e CH3COOH indicaram sua característica ácida.
No entanto, as substâncias NaOH, NaCl, NH4OH denotaram se tratar de bases, tal como esperado.
Além disso, a partir do papel de indicador universal de PH, foi possível determinar, com certo nível de precisão, o valor do PH dos ácidos e bases analisados, assim como pode ser observado nos resultados deste relatório.
Logo, pode se concluir que os objetivos desse estudo, “Analisar a força de alguns ácidos e bases, além de observar a variação da coloração de alguns indicadores em função do valor de pH da solução”, foram atingidos com sucesso.
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Atkins, P, Princípios da Química – questionando a vida e o meio ambiente, Ed. Bookman,2001.
[2] Russell, J. B. Química Geral, Vol.1. 2° edição, São Paulo; Makron Books, 1994.
[3] Tubos de ensaio. Disponível em:<https://www.didaticasp.com.br/estante-de-aco-inox-sem-cabeceira-para-12-tubos-de-ensaio> Acesso em: 22 de novembro de 2019.