POTENCIAL HIDROGENIÔNICO, GRAU DE IONIZAÇÃO E CONDUTIVIDADE

INTRODUÇÃO

        Soluções Eletrolíticas

        De acordo com Vogel (1981, p.16) a solução é um produto homogêneo obtido quando se dissolve uma substância (denominado soluto) num solvente (água).

        A maioria das análises utiliza da água como solvente principal, somente em casos especiais utiliza-se outro solvente. As soluções podem ser classificadas de diversas maneiras, um dos principais grupos para classificação de soluções aquosas ocorre em função de seu comportamento quanto ao uso de corrente elétrica, soluções que conduzem corrente elétrica e, portanto, sofrem alterações químicas, se enquadram no primeiro grupo de classificação e são denominadas soluções eletrolíticas, o segundo grupo é composto das soluções que não conduzem corrente elétrica e também não sofrem alterações e são denominadas não-eletrolíticas, que neste caso, não são objeto de estudo para o presente relatório.

        Mas por que os eletrólitos conduzem eletricidade? Essa resposta é obtida por meio da teoria de Arrhenius, que nos diz que moléculas em meio aquoso se dissociam em forma de íons os quais são responsáveis pela condução da corrente elétrica por meio da migração desses íons.

        Existem vários fatores que podem alterar a condutividade de uma solução, dentre eles está a concentração da substância, podendo essa se dissociar completamente e assim ter um grau de condutividade maior, e também a temperatura, que deve permanecer constante durante todo o processo de medição.

        Atualmente, para medir a condutividade de uma solução, contamos com a ajuda de equipamentos especiais, um desses equipamentos é o condutivímetro, que funciona de forma bastante simples. É composto por dois eletrodos que são capazes de medir a resistência elétrica da solução em que está imerso. Isso acontece porque a condução de cargas em soluções eletrolíticas envolve a migração de íons, em direção ao eletrodo de sinal contrário, e a partir dessa migração, torna se possível medir a quantidade de carga que a solução consegue conduzir, ou seja, sua capacidade de condutância.

A condutância da solução depende do número e dos tipos de íons na solução. O tamanho dos íons é importante, pois determinam a velocidade com que os íons podem propagar-se através da solução. Os íons menores movem-se mais rapidamente do que os maiores, A carga é significante porque ela determina a quantidade de atração eletrostática entre o eletrodo e os íons. (FREIRE, 2008, p. 28).

A unidade utilizada no Sistema Internacional (SI) é o Siemens por centímetro, e em grande parte das soluções, obtemos valores da escala de microSiemens (µS) e miliSiemens (mS).

        Ácidos e pH

        Ácidos são exemplos de eletrólitos, cuja força tem relação com a condutividade elétrica e o pH da solução. O potencial hidrogeniônico (pH) é uma escala que define a concentração de íons H+ no meio, o qual é produto da dissociação de um ácido. O pH é expressado matematicamente pela seguinte equação:

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onde

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        O pH de uma solução pode ser medido através de um equipamento conhecido como peagâmetro, é um equipamento de fácil operação e de grande utilidade em indústrias químicas e laboratórios. “Usando um medidor de pH acoplado a um elétrodo de pH. O medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que converte o valor de tensão do elétrodo de pH em unidades de pH. Este tipo de elétrodo é chamado íon seletivo” (FREIRE, 2008, p. 4). O equipamento consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro, o eletrodo tem por objetivo proporcionar a partir de uma corrente elétrica uma transferência de elétrons no meio em que está inserido, o potenciômetro é responsável pela medição da diferença de potencial também chamada de tensão.

 Basicamente, a medição do pH é feita em função da leitura pelo potenciômetro da tensão gerada na solução pelo eletrodo, essa leitura é realizada, usualmente, em milivolts (mV). O próprio equipamento realiza a conversão da tensão para uma escala de pH, a escala usual é de 0 a 14 pH.

        Força de um ácido e constante de acidez

        A força de um ácido pode ser medida por meio do grau de ionização (α), isto é, ácidos fracos se ionizam pouco enquanto que ácidos fortes liberam um maior numero de íons H+. O grau de ionização é definido pela razão entre o número de moléculas ionizadas pelo número inicial de moléculas dissolvidas:

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        A relação que determina a dissociação de um ácido é a constante de acidez (Ka), a qual         é proporcional a concentração de íons formados, ou seja, quanto maior o Ka mais ionizado é o ácido e consequentemente o mesmo é mais forte, essa relação é dada pela seguinte equação:

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onde

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OBJETIVO

        A prática teve por objetivo, determinar o pH de ácidos, correlacionar o grau de ionização e condutividade com sua constante de ionização.

        

MATERIAIS E MÉTODOS

A prática consistiu em 5 atividades, as quais foram, a correlação do pH de um ácido com seu grau de ionização, efeito da diluição no pH, condutividade dos ácidos, influência da temperatura no pH e condutividade de um ácido e por ultimo efeito do íon comum

Materiais e reagentes:

•   Soluções 0,1 mol/L dos seguintes ácidos: Clorídrico, bórico, fosfórico, cítrico e acético
•   Acetato de sódio 1,0 mol/L
•   Papel indicador (peagâmetro)
•   Condutivímetro
•   Béquer
•   Balões volumétricos
•   Provetas

        Procedimentos:

        Correlação do pH de um ácido com seu grau de ionização

        Em 5 béqueres colocar aproximadamente 50 mL de das seguintes soluções 0,1 ml/L : ácido bórico, ácido acético, ácido fosfórico, ácido cítrico e ácido clorídrico. Meça o pH com peagâmetro.