Determinação de pH e Estudo de Soluções-Tampão
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1ª Prática: Determinação Colorimétrica de pH
Fundamentação Teórica
O método colorimétrico baseia-se no conhecimento dos pKs dos indicadores, os quais podem ser considerados como ácidos ou bases fracas. A dissociação de um indicador ácido, de forma simplificada, é a seguinte:
HIn ⇌ In⁻ + H⁺
(cor A - ácido) ⇌ (cor B - base)
Exemplo de faixa de transição de cor (exemplo ilustrativo): 3,1 amarelo 3,8 verde 4,7 azul
A adição de ácido à solução de indicador aumenta a concentração de H⁺, reprimindo a dissociação do indicador, e há predominância da cor ácida (cor A). A adição de base diminui a concentração de H⁺, a equação se desloca para a direita, produzindo mais indicador In⁻ e predominância da cor básica (cor B). A cor do indicador é, portanto, uma função do pH da solução.
O pH de uma solução de indicador é dado pela equação de Henderson-Hasselbalch adaptada: pH = pKIn + log ([In⁻]/[HIn]). O intervalo mais eficiente de ação de um indicador ocorre em torno de seu pK.
Para determinar o pH de uma solução, adicionam-se algumas gotas de solução de um dos indicadores e compara-se a cor desenvolvida com a cor de uma série de tampões de pH conhecidos e contendo a mesma quantidade de indicador.
Objetivos
- Conhecer a utilidade dos indicadores de pH.
- Observar o efeito tampão de uma solução.
- Determinar o pH de diferentes amostras.
Procedimento
- Colocar em tubos de ensaio identificados, 2 mL de substância a ser analisada (ex: água de torneira pH: 7, água de sabão, vinagre pH: 3,1, suco de limão, entre outras).
- Adicionar 2 gotas de cada indicador. Anotar a cor e verificar o pH.
Tabela: Indicadores, Cores e Zona de pH
| Nº | Indicador | Faixa de pH (Cor A - Cor B) | Resultado Observado (Exemplo) |
|---|---|---|---|
| 1 | Fenolftaleína | 8,0 (incolor) - 10,0 (vermelho) | Incolor (pH: 8) |
| 2 | Alaranjado de Metila (Metil orange) | 3,1 (vermelho) - 4,4 (amarelo) | Vermelho/Laranja (pH: 3,75) |
| 3 | Vermelho de Metila | 4,2 (vermelho) - 6,3 (amarelo) | Vermelho/Amarelo (pH: 6,3) |
| 4 | Azul de Bromofenol | 3,1 (amarelo) - 4,7 (azul) | Amarelo/Roxo (pH > 4,7) |
| 5 | Azul de Bromotimol | 6,1 (amarelo) - 7,7 (azul) | Amarelo/Verde (pH: 6,9) |
| 6 | Púrpura de Bromocresol | 5,4 (amarelo) - 7,0 (púrpura) | Amarelo/Púrpura (pH: 7) |
| 7 | Verde de Bromocresol | 3,8 (amarelo) - 5,4 (azul) | Amarelo/Azul (pH: 5,4) |
| 8 | Vermelho de Clorofenol | 5,1 (amarelo) - 6,7 (vermelho) | Amarelo/Rosa (pH: 5,9) |
2ª Prática: Uso de Indicador Universal
Fundamentação
Indicadores universais são misturas de vários indicadores, a fim de abranger um intervalo mais amplo de pH. Este indicador abrange a faixa de pH 3,0 até 11,0, com as seguintes cores:
- pH 3,0 ou < 3,0 = Vermelho
- pH 4,0 = Alaranjado Forte
- pH 5,0 = Laranja
- pH 6,0 = Amarelo
- pH 7,0 = Verde Amarelado
- pH 8,0 = Verde Azulado
- pH 9,0 = Azul
- pH 10,0 = Violeta
- pH 11 ou > 11,0 = Púrpura
Preparo do Indicador Universal
A mistura é composta por:
- Alaranjado de Metila (Metil orange): 0,05 g
- Vermelho de Metila: 0,15 g
- Azul de Bromotimol: 0,30 g
- Fenolftaleína: 0,35 g
- Álcool etílico a 65%: 1 litro
Agitar bem os tubos e anotar as cores desenvolvidas. Esta bateria irá constituir a escala padrão de pH para comparação.
Procedimento
- Adicionar cerca de 2 mL de cada substância a ser analisada (água de torneira, suco de limão, refrigerante, vinagre, etc.) em tubos diferentes e identificados.
- Adicionar 5 gotas de indicador universal e agitar.
- Anotar a cor e verificar o pH. (Exemplo de resultado: Vermelho, pH: 3)
3ª Prática: Verificação do Efeito da Solução-Tampão
Procedimento
- Utilizar a mesma bateria de escala padrão de pH da aula passada.
- Preparar outra bateria de 4 tubos de ensaio e numerá-los de 1 a 4.
Tabela de Reações e Resultados
| Reagente/Ação | Tubo 1 (Controle) | Tubo 2 (Tampão) | Tubo 3 (Controle) | Tubo 4 (Tampão) |
|---|---|---|---|---|
| Indicador Universal (gotas) | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Água Destilada (mL) | 5 | 4,5 | 5 | 4,5 |
| Solução Tampão pH 7,0 (mL) | - | 0,5 | - | 0,5 |
| pH Inicial Anotado | 5 | 7 | 5 | 7 |
| Adição de Base (NaOH 0,1 M) | ||||
| NaOH 0,1 M (gotas) | 1 | 1 | - | - |
| pH Anotado (Após NaOH) | 10 | 7 | - | - |
| Adição de CO₂ (Sopro) | ||||
| Soprar o ar expirado (segundos) | 15 | 60 | - | - |
| pH Anotado (Após CO₂) | 6 | 6 | - | - |
| Adição de Ácido (HCl 0,1 M) | ||||
| HCl 0,1 M (gotas) | - | - | 2 | 2 |
| pH Anotado (Após HCl) | - | - | 3 | 6 |
c) Continuar a adição de HCl ao tubo 4, gota a gota. Determinar quantas gotas de HCl devem ser adicionadas até que se obtenha a mesma coloração do tubo 3. 1 gota
Análise e Conclusão
Analise os resultados de cada etapa do trabalho, faça um breve comentário e conclusão. Através da indicação da atividade e, ao comparar com os elaborados pela professora, podemos observar qual o pH indicado pela solução preparada.