O EFEITO TAMPÃO

Introdução: Uma solução tampão (ou simplesmente tampão) é uma solução que sofre apenas pequena variação de pH quando a ela são adicionados íons ou H+ ou OH-. É uma solução que contém um ácido e sua base conjugada, em concentrações aproximadamente iguais. Um bom exemplo é uma solução de ácido acético e íons acetato em concentrações quase iguais. De que maneira a combinação CH3COOH / CH3COO- tampona a solução? Considere o seguinte equilíbrio:

CH3COOH(aq)    CH3COO-(aq) + H+

(aq)

Se as concentrações de ácido acético e de acetato são aproximadamente iguais, podemos facilmente deslocar o equilíbrio para qualquer um dos sentidos da reação. A adição de H+ torna mais prótons disponíveis para os íons acetato capturarem, o que provoca um deslocamento para a esquerda, no sentido do consumo de H+, para que [H+] se mantenha constante. Já a adição de OH- aumenta o consumo de íons H+, e assim, desloca o equilíbrio para a direita, no sentido da formação de mais íons H+, para que [H+] se mantenha constante.Para se calcular o pH de uma solução tampão fazemos o seguinte: Vamos supor um tampão de ácido acético e acetato:

[CH3COO-][H+] / [CH3COOH] = Ka     [H+] = Ka . [CH3COOH] / [CH3COO-]

Agora, se tomarmos o logaritmo negativo de ambos os lados, temos:

-log[H+] = -logKa -log ([CH3COOH] / [CH3COO-]) → pH = pKa -log ([CH3COOH] / [CH3COO])

Como na solução tampão as concentrações de ácido e de base conjugada são praticamente iguais, tem-se que que pH = pKa -log 1. Mas log 1 = 0, então:

  pHtampão = pKa 

Se forem adicionadas pequenas quantidades de H+ ou de OH- a esta solução, o resultado será a conversão de algum CH3COOH a CH3COO- ou vice-versa. Entretanto, a relação entre as concentrações de ácido acético acetato não muda muito. Se forem adicionados íons OH-, por exemplo, esses íons (base) tenderão a capturar prótons do meio, ou seja, converterão ácido acético em acetato, através da reação  CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O. Logo, a concentração de ácido acético é diminuída e a concentração de acetato é aumentada. Portanto, se no início tem-se que [CH3COOH] = [CH3COO-] = 1,00 mol/L, a adição de 0,1 mol de OH- por litro mudará a relação para:

[CH3COOH] / [CH3COO-] = (1,0 - 0,1) / (1,0 + 0,1) = 0,82

E como log 0,82 = 0,09, isto significa que o novo pH será 4,74 - 0,09 = 4,83.

Como podemos ver, a adição de 0,01 mol de base aumentou o pH da solução de 0,09 unidades. Enquanto [CH3COOH] tiver a mesma ordem de grandeza de [CH3COO-], a relação entre os dois permanecerá bastante próxima de 1,00. Assim, o pH mudará pouco

pela adição de ácido ou base à solução. Logicamente, temos o melhor tampão quando [CH3COOH] = [CH3COO-].

Objetivo:Fazer o preparo a partir de uma solução de ácido acético uma solução tampão verificando suas propriedades.

Materiais e Equipamentos : Papel de pH (indicador); Becker de 100mL e 50mL; Pipeta graduada 10 mL; Pipeta graduada 25mL; Proveta de 10mL; Balão volumétrico de 50mL; Bureta 50mL; Erlenmeyer de 100mL.

Reagentes e soluções: Solução de Ácido Acético 0,5m/L; Solução padrão de Hidróxido de Sódio 0,1mol/L; Solução de Ácido Clorídrico 0,1mol/L; Solução de fenolftaleina.

Procedimento: 1. Mediu 10mL da solução de ácido acético preparada 0,5mol/L em uma pipeta

graduada de 10ml e transferir para um balão volumétrico de 50mL completando o volume com água até a marca de aferição;

2. Dividiu a solução preparada no item 1 em duas partes iguais transferindo para dois beckeres;

3. Em um dos Beckeres adicionou 3 gotas de fenolftaleína e titulou com a solução padrão de NaOH 0,1mol/L;

4. Misturou essa solução titulada com a não titulada em um erlenmeyer e agitou-o;5. Verificou o pH desta solução tampão com o papel indicador de pH;6. Anotou o valor do pH.7. Verificou as propriedades desta solução padrão:

Verificação das propriedades de uma solução TampãoA. Medir 10mL da solução tampão e adicionar 1mL da solução de HCL 0,1 mol/L, agitar o sistema e anotar o valor do pH;B. Medir 10mL da solução tampão e adicionar 1mL da solução de NaOH 0,1 mol/L, agitar o sistema e anotar o valor do pH;C. Verificar pH da água destilada e anotar;D. Medir 10mL de água destilada e adicionar 1mL de HCL 0,1 mol/L, agitar o sistema e anotar o valor do pH;E. Medir 10mL de água destilada e adicionar 1mL de NaOH 0,1 mol/L, agitar o sistema e anotar o valor pH;

Resultados:

(solução tampão) = pH 5,0 (solução tampão + 1mL de HCl 0,1 mol/L) = pH 5,0 (solução tampão + 1mL de NaOH 0,1 mol/L) = pH 5,0 (água destilada) = pH 7,0 (água destilada + HCl 0,1 mol/L = pH 2,0 (água destilada + NaOH 0,1 mol/L = pH 12,0

Como previsto a solução tampão não sofreu alterações do pH ao ser adicionado a ela a solução ácida e a solução básica.

Pós-laboratório1. A solução preparada é realmente uma solução tampão? Por quê?

Sim. Pois a solução não sofreu alterações no pH quando foi adicionado uma base forte ou um ácido forte. Isso prova que a solução

2. Quais sãos os componentes da solução tampão preparada?Ácido Acético; água destilada e Hidróxido de Sódio

3. Que conclusões você pode tirar sobre as propriedades de uma solução tampão a partir dos dados obtidos? Justifique mostrando as equações.

Cálculos:

Não aplicável

Observações: O papel indicador:O pH aproximado de uma solução pode ser determinado colocando-se uma gota da solução sendo analisada em um pedaço de papel indicador. Existem dois tipos de papel indicador, o Tornassol, ou Litmus, e o Universal. O tipo de papel indicador a ser utilizado depende do tipo de solução a ser analisada, e do grau de precisão que se deseja com a medida.

Conclusão:A prática foi fundamental para aprendermos a preparar uma solução tampão. Aprendemos também a utilizar o papel indicador necessário para medições de pH sem precisão.

Bibliografia:

Lembo, Química Realidade e Contexto, volume 2. Editora Ática, 3ª edição, 2004;

Roteiro de aulas práticas. Universidade Federal de Sergipe, Laboratório de Química, 2007;

ANEXO

Papel indicador universal

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPECENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE QUIMICAPROFESSORA: ELISANGELA

EFEITO TAMPÃO

ALUNOS : Michel Rubens, Verônica Taynã, Paloma, Rennan e Mayra Auxiliadora.

2006