o pka de indicadores Ácido-base e os efeitos

7/22/2019 o Pka de Indicadores cido-base e Os Efeitos

1/33

O pKA DE INDICADORES CIDO-

BASE E OS EFEITOS DE SISTEMASCOLOIDAIS

RYAN, WANDERSONINSTRUMENTAO PARA O ENSINO DE

QUMICA ANALTICA QUANTITATIVAQUMICALICENCIATURAUFES/CEUNES


2/33

Trabalho publicado na revista Qumica Nova, Vol. 29,N. 3, por:

Bruno Alarcon Fernandes Previdello

Fernando Rodrigues de Carvalho

Andr Luiz Tessaro Vagner Roberto de Souza

Noboru Hioka*

Departamento de Qumica da UEM


3/33

Introduo

Pesquisa cientfica e ensino devem ser reasprximas;

Isto no ocorre em muitos casos devido acomplexidade da pesquisa;

Proposto o desenvolvimento de prticas delaboratrio de fsico qumica abordando temasde pesquisa de forma mais simples.


4/33

Tema abordado foi sobre cido base, em

particular o conceito de pKa e suadeterminao;

Utilizou-se indicadores cido base os quaispodem dentre diversas aplicaes determinar

acidez atravs de curvas de titulao.


5/33

Fundamentao Terica

Definio de Indicador cido base;

Equilbrio envolvendo indicadores;

HIn + H2O H3O++ In-

Ka= [H3O+].[In-]

[HIn] Percebe-se que a razo da forma cida pela

bsica pode ser controlada por [H3O+]


6/33

Aplicando-se log em ambos os lados:

pKa= pH + log [HIn] (Eq. de Henderson-Hasselbach)[In-]

Note que pKa = pH quando [HIn] = [In-]

Para os casos em que [HIn] [In-] tambm

possvel determinar pKa desde que se conheao pH e as concentraes necessrias.


7/33

A Equao de Henderson-Hasselbach quandofeita em termos de concentrao deve serfeita com controle de fora inica.

Interferncia de eletrlitos

Coeficiente de atividade (Teoria)

ax= [X].YX

Cloreto de Sdio para controle (Prtica)


8/33

Micelas

So grupos de molculas de tamanho coloidalresultantes da aglomerao de monmerosque so molculas anfiflicas, ou seja, partelioflica e parte liofbica.


9/33

Dependendo do tipo de regio polar asmicelas podem ser catinicas, aninicas ouzwiterinicas;

Possuem cerca de 50 molculas;

Cintica de formao dissoluo:

milissegundos.


10/33

Para o caso de surfactantes no inicos, estestambm formam micelas, com caractersticas

diferentes;

Polmeros anfiflicos

Polmeros di bloco e tri bloco

(PEOaPPObPEOa)

Poliis: (EO)a (PO)b (EO)aOxipropilnicos - Oxietilnicos


11/33

Variao da massa molecular e tamanhopermite variaes em propriedades fsicoqumicas;

Encontrados com nome de Poloxmeros ouPluronics;

Nmero de agregao: 50 ;

Cintica de formao dissoluo: lento.


12/33

Parte ExperimentalIndicadores:

Alaranjado de Metila (AM);

Azul de Bromofenol (AB);

Verde de Bromocresol (VB).


13/33

Sistemas Coloidais:

Dodecil Sulfato de Sdio (SDS);

Brometo de Hexadeciltrimetilamnio (CTABr);

Plurinics F127 (EO)a

(PO)b

(EO)a

a = 100, b = 65


14/33

Preparo de Tampo e Controle da Fora Inica:

cido Brico/NaOH pH = 8,010,0

Fosfato dissdico/ cido Ctrico

pH = 2,08,0

cido Clordrico pH < 2,0;

Cloreto de Sdio 1,69 mol/L;

Deve-se evitar compostos com potssio.


15/33

Preparo das solues dos corantes orgnicos emgua e em sistemas coloidais.

1) 0,20g / 1mL etanol / balo 100mL; (Estoque 1)

2) 3,0 mL AM e AB 15,0 mL de VB / 7,0 mL de NaCl /(SDS, CTABr, F127) ou no / 100 mL; (Estoque 2)

3) 4,0mL E2 / Tampo / gua;

4) F127 foi mantido por 7 dias fechado e no escuro,para estabilizao micelar;

5) Tenso ativos foram utilizados em concentraes

acima do CMC para garantir a formao micelar.


16/33

Aparelhagens e Medidas Espectrofotomtricas

pHmetro digital PHM 240 Meter Lab Soluo salina KCl substituda por NaCl

TermostatizadorControle de temperatura para as cubetas.


17/33

Espectrofotmetro Varian CARY 50

Medidas feitas entre 300 e 800 nm.

Cubetas de 1cm

10-15 min aps adio de tampo


18/33

Metodologias de Clculo do valor de pKa

pKa= pH + log [HIn] (Eq. de Henderson-Hasselbach)

[In-]

Lei de Beer : A = .b.C

Assim: pKa= pH - log [AI- Aac]

[Abas- Ai]

Deste modo apenas monitorando a abs possvel obter pKa


19/33

Mtodos:

a)Uso direto da equao para cada uma dassolues;

b)Grfico de absorbncia em funo do pH;

c) Mtodo das derivadas;

d)Grfico de pH x log [AI- Aac]

[Abas- Ai]


20/33

vlido ressaltar que nas medidasespectrofotomtricas deve-se utilizar

comprimentos de onda de banda de altaintensidade da amostra

Comprimentos Utilizados:440 nm e 590nm


21/33

Resultados e Discusso

A variao nos tipos de indicadores esurfactantes utilizados deve-se a estrutura ecarga diferenciada entre eles, alm do fato de

que o professor pode optar pelo sistema maisadequado ou o disponvel no momento.

Discusso com os alunos posteriormente.


22/33

Determinao do pKa do azul de bromofenol


23/33


24/33

Mtodo a) Uso da equao

Substituio dos valores obtidos na equaode pKa, obtendo pKa = 3,98


25/33

Mtodo b) Grfico Abs x pH

pKa = 3,94 (ponto de inflexo)


26/33

Mtodo c) Derivadas

Necessita de muitos pontos prximo ao ponto deinflexo, mas poucos nas extremidades

pKa = 4,0


27/33

Mtodo d) Grfico pH x log [AI- Aac]

[Abas- Ai]

pKa = 4,1


28/33

Anlise:

possvel observar que para os 4 mtodos osvalores de pKa se aproximaram do valorterico de referncia, que 4,1, porm omtodo escolhido foi o c) uma vez que nonecessita de muitos valores nas extremidades(maiores causadores de distoro) mas sim

apenas prximos ao ponto de inflexo.


29/33

Determinao do pKa dos indicadores nosdiversos meios:

Vale notar que o pKa experimental dosindicadores em sistemas micelares, possuialterao devido ao sistema coloidal sendoassim pKa aparente


30/33

Alaranjado de metila: pKa = 3,6

As SDS: Repulso (-) 3,5

Q

CTABr: (sulf-CTA) ppt

KJ

F127: Estabilizao daforma bsica Amina-

Micela 2,6


31/33

Azul de Bromofenol: pKa = 4,1

SDS: Estabilizao da formacidaRepulso AB- 5,0

CTABr: Formao de par inicoAB-/CTA +, deslocando eq. p/ AB-

Elevao acidez, queda pKa 2,9

F127: Estabilizou forma AB, queacarreta em poucas variaes.4,5.


32/33

Verde de Bromocresol: pKa = 4,8

SDS: 5,9

CTABr: 3,9

F127: 5,9

Como a estrutura muito semelhante ao azul debromofenol os efeitos so praticamente osmesmos, mudando apenas a intensidade.


33/33

Deste modo foi possvel observar, analisar eentender um procedimento tpico de pesquisade uma forma mais breve, sendo possvel deser realizado durante o curso de graduao

dos cursos de Qumica.

o pka de indicadores Ácido-base e os efeitos

Documents