Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

DQE- CAMPUS DE JEQUIÉ

Relatório Nº 08 - Química Analítica I

Determinação da Capacidade Tamponante de Soluções Tampões

Danilo Macedo de Souza (IC)*, Lucilia Alves Meira (PG) 1 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – UESB, Av. José Moreira Sobrinho, s/nº, CEP: 45206-191- Jequié- BA.Departamento de Química e Exatas – DQE. Licenciatura em Química *danilo_macedo01@hotmail.com

Resumo

Este presente relatório tem como finalidade discutir de forma clara e objetiva, aspectos relacionados ao preparo e funcionamento de uma solução tampão, bem como a determinação da capacidade tamponante de varias soluções tampão.

Palavras Chaves: Tampão, pH, ácido/base.

Objetivos

Entender o funcionamento de uma solução tampão e determinar a capacidade tamponante de diferentes soluções tampões.

Introdução

Uma solução tampão é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e sua base conjugada. Sua função é resistir a mudanças bruscas de pH, assim o pH destas soluções varia muito pouco com a adição de ácidos, bases ou a diluição da solução tampão.

O motivo da resistência a mudança de pH é que quando o ácido a base fraca reage com seu ácido conjugado há formação de um sal este funciona como fonte de ácido e base para a solução tampão. Desta forma a adição de ácido leva a neutralização da base proveniente do ácido ou a adição de base leva a neutralização deste com o ácido proveniente no sal.

Este efeito é conservado enquanto o par ácido/base que forma o tampão seja totalmente consumido. Se isto ocorrer a adição de um pequeno volume de água leva a uma mudança bastante acentuada no valor do pH da solução.

Parte Experimental

A) Preparo das soluções tampão em diferentes concentrações

Adicionou-se 2,7g de NaOH em 200mL de vinagre. A partir da solução tampão

preparada, foi realizada a diluição em 10x e 100x em recipientes distintos. Enumerou-se 4 recipientes. 1a contendo 100ml de água destilada, 2a 100mL de solução tampão 0,67 mol/L, 3a com 100 mL de 0,067 mol/L e 4a comportando 100 mL de solução tampão 0,0067 mol/L.

B) Foi aferido o pH da solução de HCl 0,1 mol/L.

C) Verificando a capacidade tamponante mediante a presença de um ácido forte.

Adicionara-se solução diluída de HCl 0,1 mol/L em cada béquer enumerado até que a verificação de mudança brusca de pH. 0,5 mL a solução 1a, solução 2a 3 mL de HCl, solução 3a 2 mL de HCl e solução 4a 1 mL de HCl.

D) Construiu-se um gráfico contendo os listados na tabelas acima mostrando a variação do PH de cada uma das soluções acima em função do titulante.

Repetiu-se os procedimentos A, B , C e D. Foi utilizada solução NaOH 0,1mol/L em vez de solução de HCl no item C.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 1: Volumes e pH como adição de ácido e base.

Volume 1a 1b0 7,22 6,89

0,5 3,20 11,24

Tabela 2: Volumes e pH como adição de ácido e base.

Volume 2a 2b0 4,96 5,063 4,96 5,176 4,04 5,219 4,87 4,97

12 4,98 5,1115 4,92 5,1818 4,75 5,2521 4,91 5,1324 4,72 5,1727 4,85 5,2630 4,34 5,2833 4,24 5,3436 4,18 5,3039 4,58 5,4942 4,65 5,3245 4,75 5,2448 4,72 5,3251 4,72 5,3354 4,71 5,5057 4,62 5,5160 4,73 5,5563 4,75 5,4266 4,62 5,4169 4,52 5,7872 -- 5,5675 -- 5,3778 -- 5,73

Tabela 3: Volumes e pH como adição de ácido e base.

Volume 3a 3b0 4,96 4,862 4,93 4,984 4,89 5,126 4,84 5,448 4,77 5,3910 4,72 5,3512 4,63 5,4214 4,54 5,5716 4,43 5,5218 4,25 5,5520 3,94 5,5922 -- 5,6224 -- 5,722628

----

5,795,93

Tabela 4: Volumes e pH como adição de ácido e base.

Volume 4a 4b0 4,92 5,371 4,57 5,472 4,31 5,603 3,76 5,86

4 -- 6,45

Tem-se a seguinte reação pra o preparo da solução tampão acima:

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) →↔ CH3COONa(aq) + H2O(l)

A reação acima indica que a reação entre o ácido acético e hidróxido de sódio produz água e acetato de sódio, sal solúvel em meio aquoso. Este sal que se encontra dissociado é que funcionara como fonte do par ácido /base conjugada para a solução.

Quando um ácido é diluído nesta solução o íon acetato que sofre hidrolise, faz com que os íons OH- em solução reaja com H+ formando água. Analogamente quando uma base é adicionada o íon H+ proveniente do acido acético neutraliza o OH- formando água.

CH3COO-(aq) + H2O(l) ↔ CH3COOH(aq) + OH-

(aq)

As tabelas acima representam a adição de solução de ácido clorídrico e hidróxido de sódio a várias soluções tampão. Na primeira tabela a variação de pH é brusca pois quando o ácido e a base são fortes. Assim se dissociam por completo. Foi observado que quanto maior a concentração da solução tampão, menor a variação de pH como a adição de ácido ou base, de forma que nas 1a e 2a a variação do valor de pH foi menor. Essa mudança do potencial hidrogênio iônico aumentou foi menor para as soluções 4a e 4b. Outra observação é que quanto maior a concentração do tampão maior quantidade de ácido ou base deve ser acrescentado para uma razoável mudança do pH da solução.

Alguns valores se encontram delineares nas tabelas onde as soluções tampão são mais concentradas. Parte disto é por conta do equilíbrio químico que ocorre para estabilizar os sistemas em que ocorreram as reações e parte pode ser por uma possível contaminação de materiais ou variação da temperatura durante a realização prática.

Os gráficos para mudança de pH versus o volume de ácido adicionado se encontram no anexo deste relatório.

CONCLUSÃO

A capacidade de tamponamento de uma solução tampão é indicada pela

quantidade de ácido ou base diluída que podem ser adicionados ao tampão em questão. Na pratica realizada observou-se que as soluções com menor concentração do par ácido/ base conjugado são mais susceptíveis a variação de pH, necessitando assim da adição de menos ácido ou base para a mudança brusca no pH dos tampões menos concentrados.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1)SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH.Fundamentos de Química Analítica. 8ª ed. Thomson, 2005.

(2)RUSSEL, J.B. Química Geral. 2aed. São Paulo, Makron Books, v. 2, 1994.

ANEXO

Cálculos:

Soluções 3a e 3b.

C1V1=C2V2

V1= (0,067x100)/0,67

V1= 10 mL

Soluções 4a e 4b.

C1V1=C2V2

V1= (0,067x100)/0,67

V1= 1 mL

Gráficos:

Gráfico 1: adição de ácido e base a água.

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.502468

1012

Series2 Series4

Gráfico 2: adição de ácido e base aos tampões 1a e 1b.

0 20 40 60 80 10002468

Chart Title

Series2Series4

Axis Title

Axis Title

Gráfico 3: adição de ácido e base aos tampões 3a e 3b.

0 5 10 15 20 25 300

2

4

6

8

Series2Exponential (Series2)Series4

Gráfico 4: adição de ácido e base aos tampões 4a e 4b.

0 1 2 3 4 5 60

1

2

3

4

5

6

Series2Exponential (Series2)Series4Exponential (Series4)