Relatório prática ácidos e bases

Relatório prática ácidos e bases

1. Introdução:

I. Conceitos de ácidos e bases:

Ácido: é todo composto que pode aumentar a concentração de íons hidrônio (H3O+) em solução aquosa.

Base: é todo composto que pode aumentar a concentração de íons hidróxido OH- em água.

II. PH:

É a medida que indica se uma solução líquida é ácida, neutra ou básica.

Ácido (pH<7), Neutro (pH=7), Básico (pH>7).

III. Indicadores de pH:

São substâncias que mudam de cor na presença de íons H+ e OH- livres em solução, e assim são usados para indicar se uma solução é ácida ou básica.

Indicador

Cor a pH baixo

Intervalo de pH de mudança de cor

(aproximado)

Cor a pH alto

Violeta de Metilo

amarelo

0.0-1.6

azul-púrpura

Azul de Tornassol

vermelho

1.0-6.9

azul-arroxeado

Azul de Timol (primeira transição)

vermelho

1.2-2.8

amarelo

Amarelo de Metilo

vermelho

2.9-4.0

amarelo

Azul de Bromofenol

amarelo

3.0-4.6

violeta

Vermelho do Congo

azul

3.0-5.2

vermelho

Laranja de Metilo

vermelho

3.1-4.4

amarelo

Púrpura de Bromocresol

amarelo

5.2-6.8

violeta

Azul de Bromotimol

amarelo

6.0-7.6

azul

Vermelho de Metila

vermelho

4,4-6,2

amarelo

Vermelho de Fenol

amarelo

6.6-8.0

vermelho

Azul de Timol (segunda transição)

amarelo

8.0-9.6

azul

Fenolftaleína

incolor

8.2-10.0

rosa-carmim

Timolftaleína

incolor

9.4-10.6

azul

Amarelo de Alizarina R

amarelo

10.1-12.0

vermelho

Carmim de Indigo

azul

11.4-13.0

amarelo

IV. Solução-tampão:

É toda solução cujo ph praticamente não varia quando se adiciona pequena quantidade de ácido ou base.

V. Titulação:

A titulação é uma operação analítica utilizada em análise volumétrica com o objetivo de determinar a concentração de soluções. A execução de uma titulação consiste na adição de uma solução de concentração rigorosamente conhecida (titulante), a outra solução de concentração desconhecida (titulado), até que se atinja o ponto de equivalência.

2. Objetivos:

  • Verificar através dos experimentos o que são ácidos e bases;

  • Testar e observar as propriedades dos indicadores fenoftaleína, alaranjado de metila e azul de bromotimol;

  • Identificar as propriedades de uma solução tampão;

  • Determinar a quantidade de acido acético contido no vinagre.

3. Perguntas e respostas do pré-laboratório:

3.1. Discorra sobre cada um dos tipos de titulação abaixo, comentando brevemente acerca da titulação, o pH do ponto de equivalência e o emprego correto do indicador para cada caso:

I. Titulação de ácido forte com base forte:

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá aproximadamente em pH 7, pois o ácido ioniza-se praticamente na totalidade e a base se dissocia praticamente na totalidade. Quando os íons H3O+ e OH- reagem, formam água.

II. Titulação de ácido fraco com base forte:

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH superior a 7, devido à hidrólise do ânion do ácido fraco, que é uma hidrólise que origina íons OH.

III. Titulação de uma base fraca com ácido forte:

Neste tipo de titulação, o ponto de equivalência se dá em um pH inferior a 7, devido à hidrólise do cátion resultante ser ácida.

Como a base é fraca, o seu ácido conjugado será forte, que facilmente reagirá com a água, formando ions H3O+.

3.2. Identifique pelo menos dois exemplos de solução tampão informando sua utilidade em cada caso.

HCO3-/H2CO3 e HPO42-/H2PO4-, responsáveis pela manutenção do pH 7,4 do sangue permitindo a manutenção das trocas gasosas e das proteínas. Estes sistemas evitam variações de pH as quais poderiam trazer graves consequências ao ser humano.

4. Procedimentos experimentais, resultados e discussão:

4.1. Medida de PH:

4.1.1. Foi verificado, usando papel indicador, o pH de várias soluções comerciais existentes no laboratório. São elas:

Shampoo: pH 7

Água sanitária: pH 10

Detergente: pH 7

Desinfetante: pH 7

Condicionador: pH 5

4.2. Uso de indicadores:

4.2.1. Foram escolhidas duas soluções disponíveis na bancada, verificado o respectivo pH e colocada 1 ml de cada solução em 3 tubos de ensaio.

Soluções escolhidas: NaOH 0,2 M e HCl 0,1 M

PH das soluções: 14 e 1

4.2.2. Foram adicionadas 2 gotas de 3 indicadores diferentes em cada tubo de ensaio e observada uma coloração para cada um.

Indicador

Cor observada

Fenoftaleína em NaOH/HCl

Rosa/Incolor

Azul de bromotimol em NaOH/HCl

Azul/Amarelada

Alaranjado de metila em NaOH/HCl

Laranja/Vermelha

4.3. Determinação de ácido acético em vinagre:

4.3.1. Foi preparada uma bureta com a solução 0,2 M de NaOH.

4.3.2. Com o auxílio de uma pipeta foram transferidas 5 ml de vinagre para um erlenmeyer.

4.3.3. Foi diluído com um pouco de água destilada e adicionadas 2 gotas de fenoftaleína e agitado para homogeneizar.

4.3.4. A solução foi titulada com o volume gasto de 15 ml de NaOH 0,2 M.

CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O

4.3.5. Foi calculada a concentração de ácido acético no vinagre a partir dos experimentos feitos:

m1 . v1 = m2 . v2

m1 . 5 ml = 0,2 M . 15ml

m1 = 0,6 M

0,6 M . 60 g (massa ácido acético) = 36 g = 3,6 %

4.4. Preparação de uma solução tampão:

4.4.1. Foi medida 10 ml de vinagre e diluída com água destilada para o volume de 50 ml. A solução foi transferida para um erlenmeyer e agitada para homogeneizar.

4.4.2. A solução foi dividida igualmente para 2 erlenmeyers.

4.4.3. A um dos erlenmeyers foram adicionadas 3 gotas do indicador fenoftaleína e a solução foi titulada com o volume de 13 ml de NaOH 0,2 M.

4.4.4. A solução não-titulada foi misturada a solução titulada e agitada. A nova solução ficou incolor.

4.4.5. Foi verificado, com o papel de pH, o pH da solução tampão preparada.

PH: 5

4.5. Comprovação das propriedades de um tampão:

4.5.1. Foi medida 10 ml de solução tampão e adicionada a ela 1 ml de HCl 0,1 M. A solução foi agitada e o pH foi verificado.

PH: 5

4.5.2. Foi medida 10 ml de solução tampão e adicionada a ela 1 ml de NaOH 0,2 M. A solução foi agitada e o pH foi verificado.

PH: 5

4.5.3. Foi verificado o pH da água destilada.

PH: 7

4.5.4. Foi medida 10 ml de água destilada e adicionada a ela 1 ml de HCl 0,1 M. A solução foi agitada e o pH foi verificado.

PH: 2

4.5.5. Foi medida 10 ml de água destilada e adicionada a ela 1 ml de NaOH 0,2 M. A solução foi agitada e o pH foi verificado.

PH: 12

5. Perguntas e respostas do pós-laboratório:

5.1. Escreva uma reação para explicar o comportamento ácido ou básico (forte ou fraco) de cada uma das seguintes substâncias em solução aquosa.

a) HCl: ácido forte porque possui pH 14.

HCl(aq) + H2O (l)  H3O+ (aq) + Cl- (aq)

b) NaOH: base forte porque possui pH 1.

NaOH (s)  Na+ (aq) + OH- (aq)

c) CH3COOH: ácido fraco

CH3COOH(aq) +H2O CH3COO- + H3O+ (aq)

d) Na2CO3: base

Na2CO3 +H2O  NaHCO3 + OH- + Na+

5.2. Expresse os resultados do item 4.2 do procedimento experimental em forma de tabela. Compare os dados da tabela apresentada neste roteiro com as cores apresentadas por cada solução e estime o ph (faixa de ph) de cada uma das soluções.

Indicador

Cor observada

Fenoftaleína em NaOH/HCl

Rosa/Incolor

Azul de bromotimol em NaOH/HCl

Azul/Amarelada

Alaranjado de metila em NaOH/HCl

Laranja/Vermelha

De acordo com a faixa de viragem expressa na tabela presente na introdução, a taxa de viragem da fenoftaleína em NaOH foi de 10 e em NaCl de acordo com a tabela seria de 8,2.

De acordo com a faixa de viragem expressa na tabela presente na introdução, a taxa de viragem do azul de bromotimol em NaOH foi de 7,6 e em NaCl de acordo com a tabela seria de 6.

De acordo com a faixa de viragem expressa na tabela presente na introdução, a taxa de viragem do alaranjado de metila em NaOH foi de 4,4 e em NaCl de acordo com a tabela seria de 3,2.

5.3. Qual a finalidade de um indicador numa titulação ácido-base?

De acordo com a coloração encontrada na titulação, é possível classificar a solução em ácida ou básica apenas comparando a coloração com os valores de taxa de viragem tabelados.

5.4. Justifique a escolha do indicador apropriado para a titulação do ácido acético.

Fenoftaleína devido a taxa de viragem se entre 8,2 e 10.

5.5. Que conclusões você pode tirar sobre as propriedades de uma solução tampão, a partir dos dados obtidos? Justifique mostrando equações.

A solução tampão é um tipo de solução resistente a mudança de ph como foi observado no laboratório o ph da solução tampão preparada no item 4.4 (ph 5) e as reações dos itens 4.5.1 e 4.5.2 com as respectivas adições de 1 ml de HCl e 1 ml de NaOH, o ph posteriormente medido continuou a ser igual a 5.

5.6. Calcule a concentração do ácido no vinagre em mol/L

M ácido acético = n/V

M ácido acético = 3 . 10-3 /5 . 10-3M ácido acético = 15 . 10-3 mol/L.

6. Conclusão:

Concluiu-se que:

I. Para identificar se as substâncias são ácidas ou básicas pode-se utilizar o papel indicador de pH que o verifica através da comparação das cores do papel com as tabeladas ou utilizar-se de indicadores líquidos (nos experimentos foram utilizados a fenoftaleína, o azul de bromotimol e o alaranjado de metila). Com papel de pH verificamos que o condicionador é ácido e a água sanitária é básica e o shampoo, o desinfetante e o detergente são neutros.

II. Verificou-se também que solução tampão é uma solução resistente a mudança de pH. No laboratório solução tamponada de pH 5 não mudou seu pH após adição de HCl ou NaOH já a água destilada, de pH 7, mudou seu pH para 2 após a adição HCl e para 12 após a adição de NaOH.

III. Por fim, concluiu-se que os indicadores são importantes em titulações quando fez-se a determinação da quantidade de CH3COOH no vinagre. Foi necessário 15 mL de NaOH 0,2M para que a solução mudasse de cor. A concentração encontrada foi de 0,48mol/L. O indicador usado foi a fenolftaleína que era o indicador apropriado devido à taxa de viragem. A mudança de cor foi de incolor a rosa.

7. Referências bibliográficas

Disciplina: Química Geral I (Laboratório)

Professora: Nadja Ricardo

Assunto: Relatório da Prática nº 7 – Ácidos e bases

Aluna: Luana Franklin Amarante

Matrícula: 0322695

Curso: Engenharia de alimentos 2010.1

Junho - 2010

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