Experimento: Estudo das Soluções Tampão e Medidas de pH

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IFSP- INSTITUTO DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA

Bioquímica

Experimento: Estudo das Soluções Tampão e Medidas de pH

5°Semestre – Licenciatura em Química

Ana Beatriz Costa

David Graves

Fabíola Pisciotta

Lucas Vaz

Natália Marinho

Profa. Dra. Vânia Battestin e Dra. Gabriela Dias

São José dos Campos, 14 de Março

Ano 2018

Resumo

Foi preparada em laboratório uma solução de ácido fraco e sua respectiva base conjugada com a finalidade de se obter a solução tampão. Os sistemas- tampões tem por sua finalidade impedir grandes variações de pH quando se adiciona ácidos. Para a preparação da solução tampão foram realizadas duas etapas.

Na primeira etapa preparou-se a solução tampão 0,15M com o pH 4,5, a partir das soluções de ácido acético e acetato de sódio de mesma concentração. Posteriormente, realizou-se procedimentos para a verificação da capacidade de tamponamento, adicionando 3 mL de HCl e NaOH em 50mL da solução tampão, fez-se o mesmo utilizando-se água. Por fim, mediu-se em todas as análises o pH com o auxílio de um pHmetro. Observou-se que com a utilização da solução tampão, quase não houve grandes mudanças na faixa de pH, já com a água ele foi bastante alterado, comprovando a eficácia da mesma.

1. Introdução

A grande parte dos processos biológicos depende do pH, pequenas mudanças de pH já são responsáveis por grandes mudanças de velocidade. Define-se por solução tampão a resistência de variações do pH decorrentes da diluição ou adição de ácidos ou bases. Na maioria das vezes as soluções tampão são preparadas a partir de um par ácido/base conjugado. Utiliza-se as soluções tampão para manter o pH de soluções sob níveis predeterminados relativamente constantes (SKOOG et. al, 2006).

Um sistema tampão compõe-se de um doador de prótons (ácido) e receptor de prótons (base conjugada). O tamponamento é consequência do equilíbrio entre duas reações reversíveis processando-se em uma solução de concentrações equivalentes de doador de prótons e seu receptor de prótons conjugado (NELSON, 2014).

Em um sistema tampão, toda vez que H+ e OH- é adicionado resulta-se em uma pequena mudança na razão das concentrações relativas dos ácidos fracos e seus ânions, e assim uma mudança no pH. A soma dos componentes do tampão não se altera apenas a sua razão (NELSON, 2014).

Alguns fatores são determinantes para a eficiência de um sistema tampão, como por exemplo a faixa de pH. A solução de um ácido fraco denota uma concentração de HA maior do que A, devido a pequena dissociação que é característica de ácido fraco. Quando essa solução é sujeita à adição de base, ocorrerá a dissociação do ácido, portanto a concentração diminuirá, e haverá um aumento da concentração de A, juntamente com o aumento do valor de pH. Se a quantidade de base adicionada for grande a concentração de HA a solução se torna muito reduzida, e se torna insuficiente para compensar devido a dissociação. Em razão disso o pH sofrerá aumentos a cada adição de base, o que revela que o sistema perdeu sua propriedade tampão. O mesmo ocorre caso seja adicionada uma grande quantidade de ácido (MARZZOCO, 2016).

A equação de Henderson-Hasselbalch, nos permite calcular em qualquer valor de pH, a razão entre as concentrações das espécies doadoras e receptoras de prótons para um sistema tampão, mas para isso o pKa do ácido deve ser conhecido (MARZZOCO, 2016).

Hoje o conceito de tampão é aplicado nas diversas áreas do conhecimento. Bioquímicos, por exemplo, utilizam tampões devido às propriedades de qualquer sistema biológico ser dependente do pH, além disso, em química analítica e industrial, o controle adequado de pH pode ser essencial na determinação das extensões de reações de precipitação e de eletrodeposição de metais, na efetividade de separações químicas, nas sínteses em geral e no controle de mecanismos de oxidação e reações eletrolíticas (FLORUCCI, 2010).

        No presente experimento, objetivou-se identificar a influência de uma pequena adição de ácidos e bases fortes em uma solução-tampão e posteriormente, o mesmo com água, observando então, intensa alteração do pH.

2. Procedimentos

2.1. Preparação da solução tampão

Calculou-se a massa de acetato de sódio (CH3COONa) a 0,15 M e preparou-se100 mL de solução. Em seguida, calculou- se o volume de ácido acético a 0,15M para preparar 100 mL de solução.

Após o preparo das soluções, calculou-se o volume necessário de CH3COONa e CH3COOH para preparar 100 mL de tampão acetato (0,15M) com o pH= 4,5, conforme abaixo. Em seguida, com o auxílio de um béquer, verificou- se o pH da solução no pHmetro e confirmou-se o resultado.

Cálculo I: Preparo da solução de ácido acético

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 = 0,28M[pic 6]

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MM do ácido acético = 60g/mol,  [pic 8]

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Cálculo II: Preparo da solução de acetato de sódio

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2.2. Verificação da capacidade de tamponamento

Separou-se quatro béqueres e identificou- se de 1 a 4. No béquer 1, adicionou- se 50mL de solução tampão, após feito isso, adicionou- se 3 mL de ácido clorídrico (HCl) a 0,1 M e em seguida homogeneizou-se o sistema, após o preparo da solução mediu-se o pH final com o auxílio do pHmetro (pHmetro digital MS Tecnopon). Calculou-se o pH teórico para a comparação dos resultados.

No béquer 2, separou-se 50 ml da solução tampão, após feito isso, adicionou- se 3 mL de hidróxido de sódio (NaOH) a 0,1M e em seguida homogeneizou-se o sistema, após o preparo dessa solução, mediu-se o pH final com o auxílio do pHmetro. Calculou-se o pH teórico.

No béquer 3, adicionou-se 50 mL de água destilada e verificou-se o pH com o auxílio do pHmetro e, em seguida, adicionou-se 3 mL de ácido clorídrico (HCl) a 0,1M e mediu-se novamente o pH.

No béquer 4, adicionou- se 50 mL de água destilada e verificou-se o pH com o auxílio do pHmetro e, em seguida, adicionou-se 3 mL de hidróxido de sódio (NaOH) e mediu-se novamente o pH no pHmetro.