Estudo do pH (Potencial hidrogeniônico)

Estudo do pH (Potencial hidrogeniônico)

(Parte 1 de 2)

UNIVERSIDADE IBIRAPUERA Curso de Química

Relatório Prática n.1 – MÉTODOS E TÉCNICAS DE MEDIDAS DE pH EM SOLUÇÕES

Everton Bonturim RA: 0725486

São Paulo 2008

EVERTON BONTURIM RA: 0725486

Relatório Prática n.1 – MÉTODOS E TÉCNICAS DE MEDIDAS DE pH EM SOLUÇÕES

Trabalho apresentado como parte da avaliação da disciplina Química Inorgânica do curso de Química da Universidade Ibirapuera, sob orientação da professora Dra. Deiby Santos Gouveia.

São Paulo 2008

Apresenta-se aqui o relatório da aula experimental realizada no dia 1 do mês de Setembro, em presença da professora Dra. Deiby Santos Gouveia e da turma do 4º semestre do curso de Química, no laboratório da Universidade Ibirapuera.

Em princípio a intenção deste relatório é de analisar e comentar/discutir os resultados obtidos a partir dos testes realizados, para isso, contamos com a teoria estudada no decorrer do semestre, das aulas de Química Inorgânica.

Para que possamos compreender melhor os fenômenos aqui estudados e observados iremos retomar alguns conceitos básicos das teorias de ácidos e bases de Arrhenius, Brwonsted-Lowry e Lewis, além das propriedades de cada valor de pH.

Sabemos que grande parte das propriedades físicas e químicas das substâncias nos permite caracterizá-las e, uma que pode ser facilmente utilizada é essa, o pH.

O objetivo deste relatório é constatar a existência das diferentes valores de potencial hidrogeniônico para cada substância e concentração, além de entender melhor como caracterizá-las e medi-las no que diz respeito a sua “força”. A acidez das soluções e materiais é determinada com base na escala de pH. A escala de pH está relacionada com a concentração de íons hidrogênio (H+ ou H3O+) presentes na solução. Essa escala varia de 0 a 14, embora algumas soluções possam apresentar valores fora dela.

Sempre que tornamos o teórico em prático, gravamos em nossa mente uma espécie de ilustração e tradução do que apenas havíamos construído no imaginário, dessa forma, o abstrato às vezes representado e ilustrado nas páginas dos livros, torna-se “vivido” pelo aluno, facilitando a compreensão do fenômeno.

A palavra ácido vem do latim acidus e significa “azedo”. Em geral, as soluções aquosas das substâncias classificadas como ácidas apresentam as seguintes propriedades químicas: reagem com certos metais (ferro, zinco, etc.), liberando hidrogênio (H2); reagem com bicarbonatos e carbonatos, liberando gás carbônico; neutralizam soluções básicas.

A palavra álcali tem origem árabe e significa “cinzas vegetais”. A partir do século XVI, essas substâncias passaram a ser também denominadas bases, que é atualmente o nome mais difundido. Já as soluções aquosas de bases apresentam, geralmente, sensação escorregadia ao tato (cuidado: essas substâncias são corrosivas) e neutralizam ácidos.

Qualitativamente, podemos fazer testes visuais que indicam se os materiais são ácidos ou básicos (alcalinos). A forma mais simples é utilizar substâncias denominadas indicadores de ácido-base, como o extrato de repolho roxo ou indicadores comerciais produzidos por industrias químicas. Além disso, contamos com equipamentos que fornecem resultados mais precisos, os chamados phmetros.

Para isso, eles desenvolveram uma grandeza denominada pH, que fornece medidas em uma escala que varia de 0 a 14. De acordo com essa escala, podemos saber se um material é ácido ou básico (alcalino).

Materiais que apresentam pH abaixo de 7 são denominados ácidos, enquanto que materiais com valores de pH acima de 7 são alcalinos, conforme esquema abaixo.

Na Idade Média, ao estudar os materiais, os alquimistas perceberam que muitas substâncias e materiais podiam ser classificados quanto à alteração que produziam na cor de certos extratos vegetais, quando em contato com eles.

O teste da mudança de cor já era bastante difundido, mas Robert Boyle está entre os primeiros a notar que todos os ácidos, e não apenas alguns, realizavam a mudança de cor nas substâncias usadas como indicadores. Ele também foi um dos primeiros a perceber que os indicadores poderiam ser usados ainda para testar a alcalinidade.

Os indicadores são substâncias orgânicas que possuem moléculas grandes que se alteram em função da acidez do meio. Ao terem suas estruturas moleculares alteradas, as substâncias passam a apresentar cores diferentes. Há diversas substâncias que servem de indicadores, atuando em diferentes faixas de acidez. Veja na tabela a seguir a coloração de alguns indicadores usados em laboratório:

Tabela A-1

O cálculo de pH:

O cálculo de pH de ácidos fracos envolve uso das constantes de equilíbrio, uma vez que não estão 100% dissociados. O mesmo vale para as bases fracas. Na água pura, tem-se o seguinte equilíbrio, a 25°C:

H2O(l)→ H+

Desse modo, pode-se escrever a seguinte expressão para a constante da água:

A partir desses cálculos que determinaram os valores de pH e pOH para substâncias, visto que 7 é considerado valor de pH neutro, tendo como base a água pura.

O logaritmo: Resumindo, o artifício matemático chamado logaritmo é utilizado para se trabalhar com valores inteiros e sem potencia, facilitando assim os cálculos.

Para se calcular o log das concentrações dadas em potência devemos nos lembrar do conceito de logaritmo que se segue:

Loga b = c assim, ac = b

C = x

•••• Estantes para tubos de ensaio (A-B-C-D) •••• Tubos de ensaio

•••• Fenolftaleína

•••• Azul de bromotimol

•••• Papel indicador universal

•••• Vinagre branco puro

•••• Detergente

•••• Suco de limão concentrado

•••• Água gaseificada

•••• Água de torneira

•••• Água mineral

1- Coloque aproximadamente 3cm de cada substância nos tubos da estante A, na ordem abaixo e com o uso do papel indicador e do phmetro analise o pH de cada substância.

Primeiramente, foi preparado todos os tubos de ensaio com as amostras a serem analisadas, posteriormente foi medido a temperatura de cada solução, sendo esta anotada na tabela informativa. Apresenta-se agora os valores de pH encontrados em cada amostra utilizando como referência de medida o papel indicador universal e o aparelho pHmetro:

Tabela nº 1.A

*Obs: os valores identificados com o papel indicador universal podem apresentar diferenças quando comparados com os valores encontrados pelo pHmetro. Isso pode ter acontecido, pois devido a falta de tempo, as medidas feitas com o pHmetro foram tiradas de amostras diferentes daquelas que utilizamos o papel indicador. As amostras usadas com o aparelho já estavam na bancada e já haviam sido utilizadas por outros grupos, o que torna a contaminação das solução uma explicação plausível, explicando assim a diferença nas medições.

A coluna (cor) foi cancelada pela professora, visto que o papel indicador apresenta um gradiente de cores para que fique mais preciso a comparação com a tabela da caixa, ou seja, não temos como identificar uma única cor, mas sim uma faixa de cores próximas entre si.

PAPEL INDICADOR PHMETRO FUNÇÃO COR* pH pH* TEMPERATURA

TUBO 4 Detergente 5 5,59 24°C Ácido

TUBO 5 Suco de limão 1-2 2,32 23°C Ácido

TUBO 6 Água gaseificada 5 5,15 23°C Ácido

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