Caracterização de Substâncias: Determinação de pH por Indicadores, Provas de Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA – UFPB Centro de Ciências Exatas da Natureza — CCEN CARACTERIZAÇÃO DE SUBSTÂNCIA EM ÁCIDO E BASE EM MEIO AQUOSA POR INDICADORES Sintya Farias da Silva João Pessoa, 27 de Novembro de 2009 Universidade Federal da Paraíba – UFPB Centro de Ciências Exatas da Natureza - CCEN Departamento de Química Laboratório de Química Geral I Disciplina: Química Básica Experimental I Aluna: Sintya Farias da Silva 10911689 Curso: Química (Licenciatura) 2º período PRÁTICA VIII Aula prática n˚ 8 – Caracterização de substancia em acido e base em meio aquosa por indicadores Orientador (a): Maria Gardênnia da Fonseca João Pessoa, 27 de Novembro de 2009 Sumário Apresentação___________________________________________________3 Introdução______________________________________________________4 Objetivo________________________________________________________6 Materiais, Reagentes e Equipamentos________________________________7 Procedimento___________________________________________________8 A primeira teoria sobre os indicadores, dita teoria iônica dos indicadores, é creditada a W. Ostwald (1894), tendo como base a teoria da dissociação eletrolítica iônica dos indicadores. Segundo esta, os indicadores são bases ou ácidos fracos cuja cor das moléculas não-dissociadas difere da cor dos respectivos íons. Cálculo do pH do indicador Pela teoria de Ostwald o indicador na forma ácida não dissociada (HIn) ou básica (InOH) teria uma cor diversa daquela que teriam seus íons No equilíbrio HIn H+ + In- (Indicador ácido) InOH OH - + In- (Indicador básico) cor da forma cor da forma não ionizada ionizada Constante de ionização do indicador: Kin • para o indicador ácido Kin= aH+ x aIn- aHIn a=conc x y onde a=atividade e y= coeficiente de atividade Kin = [H+].[In-] . yH+.yIn- [HIn] yHIn • para o indicador básico Kin = [OH-].[In+] . yOH- . yIn+ [InOH] . yInOH O comportamento destas moléculas pode ser resumido como: Indicadores Ácidos: possuem hidrogênio (s) ionizável (eis) na estrutura, quando o meio está ácido (pH<7), a molécula de indicador é "forçada" a manter seus hidrogênios devido ao efeito do íon comum, nesta situação a molécula está neutra. Quando o meio está básico (pH>7), os hidrogênios do indicador são fortemente atraídos pelos grupos OH- (hidroxila) para formarem água, e neste processo são liberados os ânions do indicador (que possuem coloração diferente da coloração da molécula). Indicadores Básicos: possuem o grupo ionizável OH- (hidroxila), portanto, em meio alcalino (pH>7) as moléculas do indicador "são mantidas" não-ionizadas, e em meio ácido (pH<7) os grupos hidroxila são retirados das moléculas do indicador para a formação de água, neste processo são liberados os cátions (de coloração diferente da coloração da molécula). No entanto, a teoria iônica dos indicadores não oferece explicações sobre o mecanismo pelo qual as cores são produzidas ou deixam de existir. Aqui a teoria cromófora oferece uma explicação única para a formação das cores: "A coloração das substâncias deve-se à presença de certos grupos de átomos ou ligações duplas nas moléculas". Indicadores básicos, no entanto, tornar-se-ão menos sensíveis aos íons H+, assim, as zonas de transição tendem a ser deslocadas para valores mais baixos de pH (maior concentração de íons H+). Objetivo 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. Materiais, Reagentes e Equipamentos. • • Suco de limão; • Solução diluída de vinagre; • Solução diluída de cal; • Solução diluída de leite de magnésio; • Solução diluída de limão; • Solução diluída de laranja; • Solução de Sabão; • Soluções desconhecidas A, B, C, D, E, F. • Fenolftaleína • Metil orange • Azul de bromotimol • Papel indicador universal • Pipetas e conta gotas • 20 tubos de ensaio • Estante para os tubos de ensaio Determinamos seu pH e suas determinadas cores utilizando cada um dos 3 indicadores ácido-base, e o papel indicador universal que determinou de forma mais segura o pH de cada solução. . Etapa 3 Definimos quem era ácido, meio ácido, neutro ou base. Resultados e Discussão Etapa 1 SISTEMA FENOLFTALEÍNA METIL ORANGE AZUL BROMOTIMOL PAPEL DE INDICADOR UNIVERSAL Suco de limão incolor vermelho amarelo pH 1,0 Solução diluída de vinagre incolor vermelho amarelo pH 2,0 Solução diluída de cal rosa amarelo alaranjado azul pH 12,0 Solução diluída de leite de magnésio rosa amarelo alaranjado azul pH 9,0 PAGE 13 Solução diluída de limão incolor vermelho amarelo pH 2,0 Solução diluída de laranja incolor amarelo alaranjado amarelo pH 4,0 Solução de sabão rosa Amarelo alaranjado azul pH 10,0 Qualitativamente, podemos fazer o teste visual que indica se os materiais são ácidos ou básicos. Utilizamos substâncias denominadas indicadores de ácido-base. 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. 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. Utilizamos os indicadores: Etapa 2 PAGE 13 Substâncias desconhecidas: SISTEMA FENOLFTALEÍNA METIL ORANGE AZUL DE BROMOTIMOL PAPEL INDICADOR UNIVERSAL Solução A incolor Amarelo alaranjado amarelo pH 3,0 Solução B incolor Amarelo alaranjado amarelo pH 4,0 Solução C rosa Amarelo alaranjado azul pH 13,0 Solução D incolor Amarelo alaranjado verde pH 7,0 Solução E rosa Amarelo alaranjado azul pH 10,0 Solução F incolor vermelho amarelo pH 1,0 Como podemos observar, a maioria das soluções desconhecidas apresentam um valor de pH alto, ou seja, sua acidez dentro da escala está abaixo de , e o restante das soluções apresentam caráter base ou neutra. Isto porque estas soluções estão com o pH igual ou acima de 7. Só a solução A, B e F que estão com pH <7, então seu teor de acidez é maior. A cor das soluções determina qual é o pH de cada solução, juntamente com o papel indicador. Etapa 3 Através indicador ácido-base indetificamos se as solucões eram ácidos ou bases fracas. A tabela abaixo infere se a solução é ácida ou básica, com base no pH já determinado (etapa 2). ÁCIDO BÁSICO Suco de limão Solução diluída de vinagre Solução diluída de cal Solução diluída de leite de magnésio Solução diluída de limão Solução diluída de laranja PAGE 13