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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CENTTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

LICENCIATURA EM QUÍMICA

PROFESSOR CARLOS BISPO

PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES-TAMPÃO

LEONARDO ARCANJO DE ANDRADE

Campina Grande – PB

2012

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1 INTRODUÇÃO 1.1 Objetivo Experimental

Preparar uma solução-tampão ácida com pH = 3,0 e uma solução-básica

com pH 9,0 utilizando CH3COOH/NaCH3COO (ácido acético/acetado de

sódio) e NH4OH/NH4Cl (hidróxido de amônio/cloreto de amônio),

respectivamente;

Verificar o pH experimental das soluções-tampão preparadas.

1.2 Soluções-Tampão

No estudo das soluções químicas, as soluções-tampão se destacam pela

sua importância no equilíbrio das reações químicas. Solução-tampão, também

chamada de solução mista é um tipo de solução que tende a manter o pH de uma

solução constante Algumas reações químicas em determinados sistemas são

dependentes do pH do meio, e alterações bruscas do potencial hidrogeniônico do

meio podem afetar as condições do meio, deslocando o equilíbrio na formação de

subprodutos indesejáveis ou retardando a velocidade da reação e etc.

A “resistência” que uma solução-tampão possui em manter o pH de uma

solução que tende a sofrer reação química constante é chamado de capacidade

tamponante. Quando a capacidade tamponante é rompida, o a solução-tampão

não é mais capaz de absorver os íons H+ e/ou OH- e o pH da solução sofrerá

alterações consideráveis. Portando, existe um limite de para a adição de ácido

e/ou base à solução contendo um tampão.

Há dois tipos de soluções-tampão, existem as soluções-tampão ácidas e

básicas. Os tampões ácidos são preparados pela mistura (de concentrações

aproximadamente iguais) de um ácido fraco e seu sal conjugado. Um tampão

básico é preparado pela mistura de uma base fraca e seu sal conjugado. O sal

conjugado de um tampão ácido e básico deve ser formado pela reação desse

ácido com uma base forte, ou, então, por uma base fraca e um sal formado pela

reação dessa base com um ácido forte, respectivamente.

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1.3 Tampão e sua importância biológica

Os tampões têm um papel importante em processos químicos e bioquímicos,

nos quais é essencial a manutenção do pH. Assim, muitos processos industriais e

fisiológicos requerem um pH fixo para que determinada função seja

desempenhada. Por exemplo, o sistema tampão HCO3–/H2CO3 é importante

fisiologicamente, uma vez que controla o transporte de CO2 no sangue e o pH do

mesmo (FIORUCCI et al., 2001).

1.4 pH de soluções tampões

Os sistemas tampões são escolhidos de acordo com a faixa de pH que se

deseja tamponar. Um dos meios para calcular a concentração necessária para

produzir um tampão com pH específico é o uso da expressão matemática

chamada de equação de Henderson-Hasselbalch. Essa equação possui algumas

restrições, ela só se aplica a tampões com pH aproximadamente entre 3,0 e 10,0.

Para um tampão ácido, a concentração de ânions é totalmente proveniente

do sal conjugado.

(

) (

) (

)

(

)

(

)

Equação de Henderson-Hasselbalch

4

2 MATERIAL E MÉTODO

2.1 Materiais e reagentes

Balões volumétricos de 100 mL;

Béqueres de 50 mL;

Pipetas graduadas de 5 e 1 mL;

Espátula de metal;

Bastão de vidro;

Vidro de relógio;

Hidróxido de amônio (24% d = 0,910 g/mL)

Cloreto de amônio PA (MM = 53,50 g/mol);

Acetado de sódio PA (MM = 136,08 g/mol);

Ácido acético glacial (MM = 60,05 g/mol)

2.2 Procedimento Metodológico

1) Primeiramente estabeleceu-se o pH desejado para o tampão ácido e o tampão

básico: tampão ácido, pH = 3,0 e tampão básico, pH = 9,0. Por facilidade de

acesso, foi utilizado um balão de 100 mL = 0,1 L, ou seja, preparou-se 0,1 L de

solução tampão.

2) A concentração de ácido e base para cada tampão foi 0,2 mol/L;

3) Utilizando a equação de Henderson-Hasselbalch, calculou-se a concentração de

sal necessária para a produção de 0,1 L de tampão, utilizando 0,2 mol/L de

solução de ácido acético e hidróxido de amônio (para cada tampão);

4) Com a concentração dos sais calculada, foi extraída a massa e o volume

necessário para a preparação de cada tampão, o ácido e o básico,

respectivamente;

5) Para o tampão ácido, pesou-se 0,0473 g do sal conjugado NaCH3COO e

misturou-se a 1,14 mL de CH3COOH em um béquer contendo água destilada na

metade de sua capacidade, homogeneizando bem. Transferiu-se a solução para o

balão e aferiu-se. Homogeneizou-se;

6) Para o tampão básico, pesou-se 0,3404 g de NH4Cl e misturou-se a 3,2 mL do

NH4OH no béquer contendo água na metade de sua capacidade e homogeneizou-

se. A solução foi aferida com água destilada e novamente homogeneizada (balão

de 100 mL);

7) O pH de cada solução foi medido com o auxílio de um pHmetro.

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3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Observação: Devido a um erro de percurso, a massa de cloreto de amônio pesada foi o valor

da concentração deste sal por meio da expressão de Henderson-Hasselbalch. Por decisão,

com a respectiva massa* foi calculada uma nova concentração do sal e estabelecido o

verdadeiro valor do pH do tampão básico.

Solução pH teórico [sal conjugado] mol/L pH experimental

Tampão ácido 3,0 3,483Exp-3 2,8

Tampão básico 9,7* 0,0636 10,5

Tabela 1 - Resultados teóricos e experimentais

Para o tampão ácido, onde o ph teórico pré-estabelecido em 3,0

verificamos que o desvio no valor do pH experimental foi praticamente igual ao

valor experimental (3,0 2,8), podendo ter ocorrido pequenos erros, como de

calibragem do pHmetro; na pesagem, devido o pequeno valor em massa de

acetado de sódio utilizado 0,0473 g.

Para o tampão básico, com o erro de percurso, uma nova concentração

de cloreto de amônio foi obtida e consequentemente um novo valor de pH

teórico. Em termos quantitativos, a discrepância entre o valor teórico e

experimental foi considerável, porém, o cloreto de amônio utilizado além de

está fora do prazo de validade, o fraco apresentava um ruim estado e

conservação e havia pouco composto, nos dando evidência da grande

existência de contaminação pelo uso contínuo. Contudo, este pH experimental

se comportou como básico (pH > 7,0) e o valor foi representativo para uma

análise qualitativa.

4 ALGUMAS CONSIDERAÇÕES

A prática experimental proposta foi representativa atingindo seu objetivo

principal, que foi a preparação de soluções-tampão. Os poucos erros de

percursos serviram par evidenciar a importância de se está no laboratório

previamente preparado para a aula experimental, fato que minimizaria os erros.

Com a prática, podemos confirmar a aplicabilidade da equação de

Henderson-Hasselbalch no preparo de soluções-tampão com um interessante

intervalo de confiança.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FIORUCCI, A.R.; SOARES, M.H.F.B. e CAVALHEIRO, E.T.G. O Conceito de

Solução Tampão. Química Nova na Escola, n. 13, p. 18-21, 2001.

KOBAL JÚNIOR, João; SARTÓRIO, Lyrio. Química Analítica Qualitativa. SP:

Moderna, 1977. 71 p.

ANEXO ÚNICO

para pH = 3,0 pkácido acético = 4,75

cálculo da massa de acetato de sódio:

(

) (

) (

)

(

) (

)

(

)

cálculo do volume de HAc para preparo da solução

(

)

7

Para pH = 9,7* pkb = 4,77

(

) (

)

(

)

Para cálculo de volume de NH4OH 24% (d = 0,910 kg/L = 0,910 g/mL)

→

→

_____________________________________________________________________________

Real valor da massa de cloreto de amônio para o tampão de pH 9,0

(

) (

)

(

)