Equlíbrio ácido-base: indicadores
to view nut*ge Sumário 1. Introdução 2. Objetivo——— 3. Materiais e Reagentes-— 4. Cálculos— 6 5. papel indicador——-———— 5. Indicadores sintéticos———————– 7. Indicadores Natu 8. Descarte dos Resíduos g. Resultados e 10. 14 1 1 Referências Bibliográficas . Introdução teórica 1 oril 9 elétrico, complexação com íons metálicos e adsorção em sólidos.
Os indicadores ácido-base ou indicadores de pH são substâncias orgânicas fracamente ácidas (indicadores ácidos) ou fracamente básicas (Indicadores básicos) que apresentam cores dlferentes ara suas formas protonadas e desprotonadas; isto significa que mudam de cor em função do PH. Introduzido por Robert Boyle no século XVII, os indicadores de pH foram descobertos em papel e em solução pela preparação de um licor de violeta. Observou- se que o extrato desta flor tornava-se vermelho em solução ácida e verde em solução básica.
Ao gotejar o licor de violeta sobre um papel branco e, em seguida, algumas gotas de vinagre, observou que o papel tornava-se vermelho. A partir desses estudos inlciaram-se publlcaçbes sobre extratos de plantas como indicadores. Os quais eram violeta e de líquen, em francês chamado de “tournesol”. Alguns dos indicadores mais conhecidos e utilizados são o papel de tornassol, azul de bromotimol, solução de fenolftaleína, solução de alaranjado de metila e papel indicador universal. O papel de tornassol pode-se encontrar em duas cores: azul e vermelho. ? extraído da planta líquen e adsorvido em papel especial para indicadores. Em presença de soluções o papel de tornassol azul muda de cor de acordo com a tabela 1. O papel de tornassol vermelho em meio básico, muda para a cor azul. O indicador azul de bromotimol representado na figura 1. ? um ácido orgânico fraco, em condições ambientes é inodoro, é parcialmente soluvel em água e solúvel em alguns solventes orgânicos. Muda de cor em presença de soluções PAGF70F11 solúvel em água e solúvel em alguns solventes orgânicos.
Muda de cor em presença de soluções ácidas e básicas de acordo com a tabela 1. Figura 1: Fórmula do indicador azul de bromotimol A solução de fenolftaleína representa-se de acordo com a figura 2 e muda-se de cor de acordo com a tabela 1 Figura 2: Representação da fenolftaleína A solução de alaranjado de metila pode-se representar de cordo com a figura 3 e sua cor varia de acordo com a tabela 1 . Figura 3: Alaranjado de metila O papel indicador universal é composto por uma tabela base, de cores que vai do vermelho ao roxo. Ao entrar em contato com a solução a cor do papel indicador universal se altera.
Desse modo compara-se com a tabela base de cores e identifica-se o Ao decorrer dos experimentos notou-se que nem todos os indicadores apresentavam as mesmas mudanças de cor. Os extratos de plantas azuis são mais sensíveis aos ácidos, ou seja, possuem uma variação gradual de cor, que pode diferenciar ácidos fortes de fracos. Os indicadores naturais são originados de sucos de vegetais. por exemplo, ao cozinhar uma couve vermelha até ficar macia, se adicionado o suco liberado a um ácido, tal como o vinagre, o mesmo tornar-se-á vermelho.
Já em uma base, como a amônia, o suco tende a tornar-se azul ou verde. Outros vegetais como a beterraba, podem realizar o mesmo processo. Já em 1767, Willian Lewis usou, pela primeira vez, extratos de plantas para a determinação do ponto final em titulações de neutralização. Algumas substâncias possuem mais que duas formas com cores diferentes, podendo funcionar c PAGF30F11 iferentes, podendo funcionar como indicadores ácido-base em zonas de pH diferentes, ou seja, a mudança de cor não é instantânea.
Essa característica chama-se zona de viragem. Como exemplo o azul de timol, com três formas de coradas, uma forma ácida vermelha, outra forma anfiprótica intermediaria amarela e a forma básica azul. A seguir a tabela 1 apresenta certos indicadores mais utilizados e suas respetivas zonas de viragem: Tabela 1 Indicador Zona de viragem Cor em meio ácido Cor em meio básico Alaranjado de metila | 3,1 -4,4 Vermelho Amarelo I Tintura azul de tornassol | – Vermelho I Azul I
Azul de bromotimol | 6,0 – 7,6 Amarelo I Azul I Solução alcoólica de fenolftaleína | 8,2 – 9,8 Incolor Carmim I Nas volumetrias ácido-base, o indicador adequado é aquele cuja zona de viragem contém o ponto de equivalência ou aqueles cuja zona de viragem está contida dentro do “salto” do PH. 2. Objetivo O trabalho tem como objetivo análise e observação do comportamento dos indicadores ácido-base em meio a soluções com diferentes pH’s. 3. Materiais e Reagentes 4. 1. 4. 2. 4. 3. 4. 4. 4. 5. 4. 6. 4. 7. Estante para tubos de ensaio pipeta graduada de 5mL Azul de bromotimol 0,02% papel de tornassol azul
Papel indicador universal Solução de NaOH 0 1 molL-1 soluçao de NH40 4. 9. Suco de uva ubos de ensaio 4. 10. Solução de fenolftaleína 0,02% 4. 11. Solução de alaranjado de metila 4. 12. 4. 13. Papel de tornassol vermelho 4. 14. Solução de HCI molL-1 Solução de ácido acético 0,1 molL-1 4. 15. 4. 16. Bicarbonato de sódio (NaHC03) 0,1 molL-1 4. 17. Bastões de vidro 4. Cálculos Foi calculado o pH teórico das soluções de HCI, NaOH, CH3C02H, NaHC03 e NaH2C04. Todas as soluções se tinham concentração de 0,1 molL-1. ara os seguintes cálculos foram utilizadas as seguintes fórmulas: pOH–logOH- 2 PH+POH=14 (3) H+=KaAcido (4) 5. 18. pH do HCI Como o ácido cloridnco é forte seu grau de dissociação a Através de (1) temos PH=I 5. 19. PH do NaOH Como o hidróxido de sódio é forte seu grau de dissociação a = 100%. Através de (2) temos p0H=1 Através de (3) temos p 14 PH=13 H2C03-H++HC03-2 Kl Da literatura encontramos que Kl e K2=4,69•10-11, pela equação (5) temos Pela equação (1) temos pH-8,34 Observe que nesse caso o pH não depende da concentração. . 22. PH do N+12P04 O fosfato de sódio é um sal derivado de um ácido poliprótico, logo temos NaH2P04 Na++H2P04- H2P04–H++HP04-2 K2 H3P04- H++H2P04- Kl Da literatura encontramos que Kl =7,11-10-3 e pela equação (5) temos 12-10-5 2,10-5 5. Papel indicador Foi numerado cinco tubos PAGF 11 ntáo preenchido 1/3 dos Indicador universal (PH) Laranja avermelhado I Não houve alteração I 2 3 4 Não houve alteração I Azul Laranja I Não houve alteração 4 | Não houve alteração I Levemente azul laranja I Não houve alteração | 5 6.
Indicadores sintéticos 91 Primeiramente foram anotadas as cores dos indicadores sintéticos para uma futura comparação. Os indicadores utilizados e suas cores foram respectivamente, fenolftaleína incolor), alaranjado de metila (laranja avermelhado) e o azul de bromotimol (laranja amarelado). Em seguida, foram cheios 15 tubos com 1/3 de seus volumes com as seguintes soluções, HCI (tubo 1), NaOH (tubo 2), CH3C02H (tubo 3), N*C03 (tubo 4) e NaH2C04 (tubo 5). De modo que para cada solução foram selecionados 3 tubos.
Por fim, foram adicionadas de 3 a 5 gotas de cada indicador nos tubos de ensaio contento as soluções. Os resultados foram anotados na tabela 3. Tabela 3 Solução Indicador I Fenolftaleína Alaranjado de metila I Azul de bromotimol I 1 Não houve alteração I Vermelho Não houve alteração Rosa escuro Não houve alteração I Azul bem forte 3 Não houve alteração I vermelho Não houve alteração 4 Levemente rosa I Não houve alteração Azul 5 Não houve alteração I Não houve alteração Não houve alteração 7.
Indicadores Naturais Foi adicionado 1mL de suco de uva através da pipeta de Pasteur a 4 mc de água. Essa mist a em uma proveta, uma realizada em uma proveta, uma vez que foi solicitada uma solução não muito escura, era preciso fazer algumas diluições e no fim ter o mesmo volume de solução, por isso usamos a proveta, para assim termos uma maior precisão. E importante lembrar que a cada medida a proveta foi devidamente lavada.
Em seguida, foram preenchidos cinco tubos de ensaio com a solução suco de uva-água e adicionados a eles 1 ml_ das seguintes soluções, HCI (tubo 1), NaOH (tubo 2), CH3C02H (tubo 3), N*C03 (tubo 4) e N*2C04 (tubo 5). os resultados foram anotados na tabela 4. Tabela 4 Solução 1 12 3 14 5 Mudança de cor I Não houve mudança I Verde escuro I Não houve mudança Verde bem claro Não houve mudança Os residuos desta prática deveriam ser neutralizados com as soluções de HCI ou NaOH e em seguida diluídos e descartados na pia.
Mas como as concentrações eram multo baixas eles foram descartados diretamente na pia com água corrente, ou seja, sob uma diluição. As soluções que não foram usadas permaneceram na bancada para serem empregadas em outras práticas. 9. Resultados e Discussões Nesse experimento foram avaliados os pH de algumas soluções e os devidos comportamentos diante de certos indicadores, sendo eles sintéticos ou naturais. Para uma melhor visualização do resultado os dados foram reunidos na tabela 5. Tabela 5 soluçao P. T. Azuil P. T. nivers. 1 Fenolft. HCalculado I 1 Laranja avermelhado I Não Não III Não Vermelhol Não I 2 Não Azul Rosa escuro Não I Azul bem forte Verde escuro | 13 | 3 Laranja I Não | 4 Não vermelho I Não I Não | 2,88 | 4 Não Levemente azul | 9 Levemente rosa I Não I Azul I Verde claro 8,34 5 laranja I Não 15 1 Não I Não I Não I Não 14,67 1 Lembrando que HCI (tubo 1), NaOH (tubo 2), CH3C02H (tubo 3), NaHC03 (tubo 4) e NaH2C04 (tubo 5). Foi observado que os pH ‘s calculados, com exceção da solução 3, foram condizentes com os pH’s medidos pelo indicador universal.
O fato do tubo 3 não se aproximar, pode estar ligado à comparação que se dá com a tabela de cores que acompanha indicador universal, uma vez que esta está sujeita a erros por parte de quem realiza o experimento ao fazer tal comparação. Como foi feita uma única comparação, talvez o erro possa esta aí, pois geralmente para que um determinado experimento tenha relativa exatidão, ele é repetido no mínimo três vezes. Em relação aos indicadores, ficou claro que para soluções ácldas são indicados o papel de tornassol azul, e o alaranjado de metila.
Porém, vimos que embora a solução presente no tubo 5 seja ácida, uma vez que seu pH é igual a 4,67, o indicador alaranjado de metila não mudou de cor. Isso é explicado pela faixa de viragem desse indicador que se encontra entre 3,1 e 4,4. Como o pH da referida solução é maior que 4,4 0 indicador não vai se alterar. Já para soluções básicas são indicados o papel de tornassol vermelho, a fenolftaleína, o azul de bromotimol e o PAGF40F11 são indicados o papel de tornassol vermelho, a fenolftaleína, o azul de bromotimol e o suco de uva. ? importante lembrar que a faixa de viragem é o pKa +1- 1. A tabela 6 mostra a faixa de viragem de alguns indicadores em função do pKa.. Note que os resultados contidos nela são coerentes com os resultados obtidos. Tabela 6 Indicador pKa Faixa de viragem Fenolftaleína I – 8,3-10 | A. de Metila | 3,46 | A. de aromotimol 17,10 1 Os indicadores são substâncias capazes de mudar de cor dependendo das características físico-químicas a que são submetidos, dentre essas características estão as variações de PH.
As alterações de cor observadas são justamente por isso, devido ao pH das soluções a que são submetidos os indicadores, eles são capazes de indicar a acidez ou a basicidade das soluções a que são acrescentados. Por exemplo, o azul de bromotimol, sua cor inicial é um laranja meio amarelado, mas quando em contato om uma solução básica ela adquire uma coloração azul bem diferente da original. As antocianinas, substancias presentes na uva e em várias frutas coloridas podem ser usadas como indicadores naturais.
Na uva, estão presentes a Malvidina e a Petunidina. Essas substâncias mudam a coloração de acordo com o pH do meio, adquirindo um tom esverdeado a medida que o pH é maior. 10. Conclusão Como visto a determinação do pH de uma solução é de fundamental importância na química e na ciência em geral. Tem- se então, um poderoso recurso para tal determinação. De modo quase espontâneo, os indicadores quando util