Sintya Farias-CARACTERIZAÇÃO DE SUBSTÂNCIA EM ÁCIDO E BASE EM MEIO AQUOSA POR INDICADORES

Sintya Farias-CARACTERIZAÇÃO DE SUBSTÂNCIA EM ÁCIDO E BASE EM MEIO AQUOSA POR...

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

Relatório entregue como parte das exigências da disciplina Química Experimental Básica do Curso de Química UFPB, João Pessoa.

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

Resultados e Discussão__________________________________________10

Procedimento 9

Resultados e Discussão 11

Referências Bibliográficas 15

Referências Bibliográficas________________________________________14

Apresentação

Apresenta-se aqui o relatório da aula experimental realizada no dia 27 do mês de Novembro, em presença da professora Drª.Maria Gardennia e da turma do 2º semestre do curso de Química, no laboratório da Universidade Federal da Paraíba. 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. 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.

Introdução

INDICADORES DE pH

 

Inúmeros processos químicos dependem diretamente do controle da concentração de íons H+ (pH) no meio reativo, este controle pode ser feito por potenciômetros.

Para processos onde esta medida não seja adequada (uma reação com reagentes tóxicos, por exemplo) substâncias químicas que forneçam indicação visual são de extrema utilidade, substâncias estas chamadas indicadores.

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

Procedimento

Etapa 1

CARACTERIZAÇAÕ DE SUBSTÂNCIAS CONHECIDAS

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

Com auxilio de uma pipeta colocamos 1 mL de cada solução em um tubo de ensaio. Em seguida foi molhado um pedaço de papel indicador em cada solução. Foi observada a cor que o papel adquiria e identificando o seu pH. Guardamos a solução para ser utilizado adiante.

Então:

Pegamos uma alíquota de cada solução e colocamos em 3 tubos de ensaios. Foi feito a mesma coisa para as demais soluções. Sendo que, para cada solução foi utilizado indicadores diferentes: Fenolftaleína, Metil orange, Azul bromotimol. Foi observado dentre essas substancias quem era base e ácido através da passagem da cor.

Etapa 2

SUBSTÂNCIAS DESCONHECIDAS

Foi repetido todo o procedimento, sendo que dessa vez utilizamos substancias desconhecidas.

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

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

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

Solução de sabão

Solução A

Solução B

Solução C

Solução D

NEUTRO

NEUTRO

Solução E

Solução F

Conclusão

Este experimento se propôs a formular um material sobre Ácidos e Bases. Embora ácidos e bases sejam conceitos que fazem parte do cotidiano dos alunos, podendo ser explorados com exemplos práticos, aplicações na vida real e experiências simples, existe pouca familiaridade com estes conceitos. Tendo dificuldade em reconhecer, dar nome e destacar a aplicações. Conclui-se que este assunto básico para o conhecimento da química e está atingindo seus objetivos.

Foi constatado experimentalmente as propriedades funcionais dos ácidos e bases. Utilizar corretamente os indicadores ácido – base mais comuns.

Referências Bibliográficas

  • http://crispassinato.wordpress.com/2008/05/05/acidos-e-bases/

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