Relatório de Físico Química

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Relatório da 3a Aula Prática de Físico-Química I

Título da Prática: Preparação e análise da capacidade tamponante  de soluções-tampão.

Docente: Cinthia S. Soares

Discentes: Crystiane Rocha, Helen Ramos, Maria Eduarda Virtuoso e Thiago Soares.

Data de realização da prática: 05/12/2017

Data de entrega do relatório: 24/12/2017

Introdução

Atribui-se o nome solução tampão as soluções que não variam consideravelmente seu pH, esse que por sua vez permanece aproximadamente constante quando adicionadas quantidades baixas de ácidos ou bases fortes ou quando são diluídas. Modificações de pH nas soluções tamponantes acontecem, contudo, essas são insignificantes frente a soluções não tamponantes. Todas as soluções são providas de um potencial hidrogeniônico (pH) que indica acidez, neutralidade ou alcalinidade em uma solução aquosa. É possível defini-lo através de um cálculo o qual se faz uso de um logaritmo negativo da concentração hidrogeniônica da solução. Obtido o resultado da medição do pH podemos caracteriza-lo da seguinte maneira: Solução cujo pH é inferior a 7.00 define-se como solução de caráter ácido, solução cujo pH é equivalente a 7.00 define-se solução de caráter neutro, solução cujo pH é superior a 7.00 define-se solução de caráter básico.

Para determinar um pH experimentalmente utiliza-se fitas de pH ou um pHmetro que garante uma medição muito mais precisa. Deste modo, temos que a solução-tampão é caracterizada por seu “efeito tamponante”. Capacidade tamponente é a capacidade de uma solução tampão de receber determinada quantidade de íons hidrônio ou hidroxila sem que isso leve a uma mudança significativa no pH da solução. Essa capacidade depende da concentração da solução tampão e da relação entre seu pH e seu pKa; um tampão eficaz tem pH = pKa ± 1, assim ele terá igual capacidade me relação à adição de ácidos ou bases; se pH˂ pKa , a capacidade tamponente do ácido será ,maior que a da base; em relação à concentração, quanto maior a concentração do ácido fraco e sua base conjugada, maior será a capacidade tamponente da solução

 Em sua formação, esse efeito tem como constituintes ácido e base conjugados ou então ácidos e bases fracas com seus correspondentes sais. Essas espécies por sua vez garantem a capacidade tamponante. A espécie ácida reage com pequenas quantidades de HO- e a espécie básica reage com pequenas quantidades de H3O+. Tomemos o ácido carbônico em solução aquosa, exemplo:

H3CO3 + H2O                H3O+ + HCO3-[pic 2]

Sendo HCO3- a base conjugada. Ao adicionarmos uma pequena quantidade de ácido (HCl), essa base conjugada será responsável por neutralizar a quantidade de H+ em quantidade estequiométrica. Temos então que o aumento do pH na solução não será nada considerável, de forma a manter seu pH quase que constante.

Soluções tamponantes são de grande importância para que os processos biológicos e nas indústrias farmacêuticas. Nosso tecido líquido, sangue, ele é tamponado de forma a manter seu pH entre 7,3 a 7,5. Uma pequena variação de apenas 0,4 no pH seja para mais ou para menos, é o suficiente para causar defunção. O sangue tem seu efeito tamponante com o auxílio de vários ácidos, bases, e sais presentes em nosso organismo.

Em indústrias farmacêuticas, esse efeito tamponante é utilizado em determinados medicamentos a fim de aumentar sua eficiência ou inclusive diminuir contraindicações.  

Materiais e métodos

● Experimento 1: Preparação das Soluções-Tampão

 Procedimento 1

 O preparo da solução-tampão de ácido acético (CH​3​COOH) e acetato de sódio (NaCH​3​COO) já havia sido realizado em uma aula prática anterior a esta, logo, não foi necessário prepará-la novamente, pois a solução-tampão já havia sido padronizada e rotulada. Garantindo então, uma maior precisão em sua composição. Então, separou-se esta solução inicial em um balão volumétrico deixando–a reservada.

 Procedimento 2 

Em um béquer foi colocado uma quantidade da solução-tampão CH​3​COOH/NaCH​3​COO 0,5mol/L, e recolheu-se uma alíquota de 25mL da solução com um auxílio de uma pipeta volumétrica de 25mL. Transferiu-se esta amostra para um balão volumétrico de 250 mL​,​ e no mesmo, adicionou-se água destilada até que fosse atingida a marca de 250mL, para que se tornasse uma solução dez vezes (10x) diluída da solução tampão inicial. Então, uma solução tampão CH​3​COOH/NaCH​3​COO 0,05mol/L. O balão volumétrico foi reservado, e identificado.

 Procedimento 3

 Foi colocado em um béquer uma quantidade da solução tampão de CH​3​COOH/NaCH​3​COO 0,5mol/L, uma alíquota de 2mL foi recolhida da solução com o auxílio de uma pipeta volumétrica de 25mL. Colocou-se esta amostra num balão volumétrico de 250 mL, e adicionou-se água destilada até que fosse atingida a marca de 250mL, e gerou-se uma solução cem vezes (100x) diluída da solução tampão inicial. Sendo assim, uma solução tampão CH​3​COOH/NaCH​3​COO 0,005mol/L. O balão foi reservado e identificado.

● Experimento 2: Capacidade Tamponante frente a ácidos

Utilizando um béquer inicial de 100mL, adicionou-se 50mL da solução-tampão, e identificou-se o béquer como ST inicial, e o béquer foi reservado. Com o auxílio de um segundo béquer de 100mL, adicionou-se 50mL da solução-tampão 10x diluída, e o béquer foi identificado como solução ST 10x diluída, e o béquer foi reservado. No terceiro béquer de 100mL foi adicionado 50mL da solução-tampão 100x diluída, e identificou-se o béquer como ST 100x diluída e reservou-se. No quarto e último béquer de 100mL, adicionou-se 50mL de água destilada. Após isso, foram pegos os béqueres e com o auxílio de uma bureta foram feitas adições de 1,00mL de HCl 0,10M em cada um dos quatro béqueres, os sistemas foram homegeneizados, e então com o auxílio de um pHmetro determinou-se o pH de ambos os quatros sistemas.