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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO PAULO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO PAULO

CAMPUS DIADEMA

DEPARTAMENTO DE CINCIAS EXATAS E DA TERRA

DISCIPLINA: QUMICA DAS TRANSFORMAES EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N7Equilbrio cido Base Realizado em 04/03/2013

Professor Leonardo Jos Amaral de Siqueira

Professor Ricardo Alexandre Galdino da Silva

Por: Brbara Aline Balderramas Gonalves

Evandro de Azevedo Rocha

Mayara de Morais Melo

Turma B - Noturno

Diadema1.Introduo

1.1 cidos e Bases de Bronsted-Lowry

O qumico dinamarqus Johannes Bronsted e o qumico ingls Thomas Lowry propuseram as seguintes definies:

( Um cido um doador de prtons.

( Uma base um aceitador de prtons.

O termo prton nestas definies refere-se ao on hidrognio, H+. Um cido uma espcie que contem um tomo de hidrognio cido, isto , um tomo de hidrognio que pode ser transferido na forma do ncleo, o prton, a outra espcie, que age como base.

Mesmo que uma substancia possa ser classificada como cido na ausncia de uma base, ela s pode agir como um cido na presena de uma base que possa aceitar os prtons cidos. O on H3O+ chamado de on hidrnio.

A definio de Bronsted- Lowry tambm inclui a possibilidade de que um on seja cido (uma opo no permitida pela definio de Arrhenius).

Na teoria Bronsted-Lowry, a fora de um cido depende de quanto ele doa prtons ao solvente, portanto:

( Um cido forte est completamente desprotonado em soluo.

( Um cido fraco est parcialmente desprotonado em soluo.

Uma base de Bronsted um aceitador de prtons, que na maior parte dos casos ela tem um par de eltrons livres a que o prton pode se ligar. Pode-se resumir a distino de foras de uma base como:

( Uma base forte est completamente protonada em soluo.

( Uma base fraca est parcialmente protocolo em soluo.

Em geral, uma base conjugada a espcie produzida quando um cido doa um prton, e o cido conjugado a espcie produzida quando uma base aceita prtons.

1.2 cidos e Bases de Lewis

A teoria de Bronsted-Lowry focaliza a transferncia de um prton entre duas espcies, porm muitas outras substancias podem ser classificadas como cido ou bases pela definio desenvolvida por G. N. Lewis

( Um cido de Lewis um aceitador de par de eltrons.

( Uma base de Lewis um doador de par de eltrons.

Quando uma base de Lewis doa um par de eltrons a um cido de Lewis, forma-se uma ligao covalente coordenada, isto , uma ligao em que os eltrons provm de um dos tomos.

Um prton (H+) um aceitador de par de eltrons, e portanto um cido de Lewis pois pode se unir a um par de eltrons isolados de uma base de Lewis. Uma base de Bronsted um tipo especial de base de Lewis, uma substancia que pode utilizar um par de eltrons isolados para formar uma ligao covalente com um prton. Os cidos de Lewis no so necessariamente cidos de Bronsted, porque um cido de Lewis no precisa ter um tomo de hidrognio.

1.3 xidos cidos, Bsicos e Anfotricos

Alguns xidos podem reagir com gua como cidos ou bases de Lewis. Um xido cido um xido que reage com gua para formar um cido de Bronsted, so compostos moleculares que reagem com bases para dar um sal e gua. Um xido bsico um xido que reage com gua para formar uma base de Bronsted, so compostos inicos que reagem com cidos para dar um sal e gua.

Substncias que reagem com cidos e com bases so chamadas de anfteros, da palavra grega ambos.

1.4 Troca de prtons entre molculas de gua.

Como a gua antiprtica, isto , ela pode adir como doadora e como aceitadora de prtons, ocorre transferncia de prtons entre molculas de gua at mesmo em gua pura. A reao muito rpida e o equilbrio 2H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) est sempre presente na gua e em suas solues.

A constante de autoprotlise da gua Kw escrita como :

Kw=[H3O+]+[OH-]

Em gua pura a 25C as concentraes molares de H3O+ e OH- so iguais e tem o valor experimental 1,0x10-7mol.L-1, sendo assim:

Kw= (1,0x10-7)x (1,0x10-7) = 1,0x10-14 mol.L-1

Como Kw uma constante de equilbrio, podemos aumentar a concentrao de ons H3O+ por adio de cido, porm a concentrao de OH- decresce assim como o inverso, para manter o valor de Kw.

1.5 Escala de pH e pOH

a expresso quantitativa da concentrao do cido ou base na soluo, e indicam a molaridade do on hidrnio em termos de pH da soluo, que o logaritmo negativo da atividade do on hidrnio.

pH= -log [H3O+]

O pOH conveniente para expressar as molaridades do ons OH- em soluo.

pOH: -log [OH-]

Os valores de ph e pOH esto relacionados. Para encontrar a relao, comeamos com a expresso da constante de autoprotlise da gua, Kw=[H3O+]+[OH-], ento:

-log [H3O+]-log [OH-]= -log Kw , ou seja, pH+pOH=pKw

1.6 Constante de Acidez e Basicidade

Como os cidos e bases conjugados ou bases e cidos conjugados esto em equilbrio em soluo, podemos expressar a fora de um cido ou de uma base em termos da constante de equilbrio de transferncia de prtons entre o soluto e o solvente. As solues so diludas e a gua quase pura, a atividade de H2O pode ser como sendo igual a 1, a expresso resultante chamada de constante de acidez (Ka) ou basicidade (Kb).

HA(aq)+ H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)

Ka= pKa= -log KaB(aq)+H2O(l) HB+(aq) + OH-(aq)Kb= pKb= -log KbQuanto maior for a constante, maior a respectiva capacidade (fora). Quanto maior pK, mais fraco ser o cido ou a base.

1.7 Efeito do on Comum

Pelo princpio de Le Chatelier , ao adicionarmos um segundo sal ,cido ou base que fornece um dos mesmos ons, um on em comum, a soluo, ento o equilbrio tende a se ajustar, diminuindo a concentrao dos ons adicionados, portanto o equilbrio se desloca no sentido inverso.

1.8 Indicadores cido-Base

Os indicadores cido-base so substncias orgnicas que ao entrar em contato com um cido ficam com uma cor e ao entrar em contato com uma base ficam com outra cor. Assim, para saber se uma substncia cido ou base, podemos utilizar um indicador orgnico para identificar a funo qumica.So exemplos de indicadores cido-base: fenolftalena, alaranjado de metila, papel tornassol, azul de bromotimol.Alguns indicadores cido-base so to eficientes que indicam at mesmo o grau de acidez ou alcalinidade (basicidade) das substncias.

1.9 Hidrlise Salina

Hidrlise o processo qumico em que ocorre a quebra de uma molcula por gua. Tal processo pode ser observado tanto em compostos orgnicos como em compostos inorgnicos. Ahidrlise salina a reao entre um sal e a gua, podendo provocar alteraes de pH na soluo final. O ction ou nion, ou mesmo os dois, de um sal, dissociados na soluo aquosa, reagem com a gua dando origem a solues cidas, bsicas ou neutras, dependendo da fora do cido e da base dos quais o sal envolvido proveniente. Em termos gerais, podemos dizer que nahidrlise salinaocorre o inverso do processo da reao de neutralizao.2. Resumo

O experimento foi realizado em quatro etapas diferentes e em cada uma delas foi estimado o pH de diferentes solues. Na primeira fase dos experimentos, foram utilizadas: 40 gotas de cido actico, 3 gotas de indicador universal, 25 gotas de gua destilada e algumas pores de 5 gotas de acetato de sdio. Na segunda fase do experimento, o cido actico foi substitudo pelo hidrxido de amnio e o acetato de sdio por cloreto de amnio. Para a terceira fase do experimento, utilizou-se 8 tipos diferentes de solues aquosas de sais e 1 gota de indicador universal. J na quarta e ltima fase do experimento, fora separados dois grupos, cada um contendo 3 tubos de ensaio onde o primeiro grupo continha 20 gotas de cloreto de alumnio em cada um dos tubos, o segundo grupo continha 20 gotas de hidrxido de sdio. No primeiro tubo de cada grupo, foram adicionadas gotas de hidrxido de sdio; no segundo tubo de cada grupo foram adicionadas gotas de cido clordrico e nos ltimos tubos foram adicionadas gotas de hidrxido de amnio.

Para que se tenha uma melhor compreenso do experimento, deve-se saber alguns termos da Qumica, que so eles:

1. Anfoterismo: quando uma substncia pode funcionar como cido ou base;2. Hidrlise Salina: processo em que ons provenientes de um sal reagem com a gua [2] ;3. Indicador Universal: so substncias orgnicas que ao entrar em contato com um cido ficam de uma cor e com uma base, ficam de outra cor. Temos como exemplos a mistura do vermelho de metila, fenolftalena, azul de timol e azul de bromotimol [1] ;4. Efeito do on Comum: extenso da ionizao de um eletrlito fraco diminuda pela adio soluo de um eletrlito forte no qual ha um on comum com o eletrlito fraco.3. Objetivos

Os objetivos principais ao se realizar esse experimento foram compreender o efeito do on comum em uma reao de equilbrio entre uma base fraca e um cido fraco, perceber qual o efeito no comportamento atravs uma perturbao no sistema (Princpio de Le Chtelier) e estudar reaes de hidrlises salinas e o anfoterismo.

4. Parte Experimental

Para estimar os valores de pH, foram utilizadas solues de pH j conhecidos, com diferentes coloraes, a nvel de comparao.

a) Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de cido fraco.

Em um tubo de ensaio foram colocadas 40 gotas de soluo de cido actico 0,2 mol/L. Em seguida foram adicionadas 2 gotas de soluo de indicador universal. Agitou-se a soluo e foi estipulado ento o valor de seu pH.

Metade dessa soluo foi transferida para outro tubo de ensaio seco e limpa. Em uma metade foi adicionado 1,5 mL de gua destilada, e agitou-se. Na metade restante, sempre sob agitao, foram adicionados pores de 5 gotas de soluo de acetato de sdio 0,4 mol/L, at que seu volume ficasse igual ao do primeiro tubo. Aps cada adio, observou-se a cor, e o pH correspondente a cada 10 gotas acrescentadas, tanto atravs das solues de pH conhecido, como atravs de clculos. Foi estimado tambm o valor de 1 gota.

b) Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de base fraca.

O procedimento do item anterior foi realizado novamente, porm, utilizando-se hidrxido de amnio 0,2 mol/L no lugar de cido actico e adicionando-se acrscimos de cloreto de amnio 0,4 mol/L no lugar do acetato de sdio. Assim como no item anterior, observou-se a cor aps cada adio e o pH correspondente a cada 10 gotas acrescentadas, e foi realizado tambm o clculo do pH.c) "Hidrlise" de sais em solues.

Foram colocadas em tubos de ensaio numerados, 40 gotas de solues aquosas dos seguintes sais:

1) Tubo 1: Cloreto de amnio 0,4mol/L

2) Tubo 2: Acetato de sdio 0,4mol/L

3) Tubo 3: Carbonato de sdio 0,1mol/L

4) Tubo 4: Hidrogenocarbonato de sdio 0,1mol/L

5) Tubo 5: Hidrogenossulfato de potssio 0,1mol/L

6) Tubo 6: Monohidrogenofosfato de sdio 0,1mol/L

7) Tubo7: Dihidrogenofosfato de sdio 0,1mol/L

8) Tubo 8: Nitrato ou Cloreto de alumnio 0,5mol/L

Adicionou-se em seguida 1 gota do indicador universal a cada tubo, agitou-se e foi ento anotado o valor do pH de cada soluo, de acordo com as solues coloridas com pH conhecido. O pH tambm foi estimado atravs de clculos.

d) Propriedades anfotricas.

Foram preparadas em triplicata solues de mesmo volume (20 gotas) de cloreto de alumnio 0,5 mol/L e hidrxido de sdio 1,0 mol/L. Os mesmo foram agitados e observados. Em seguida foram adicionadas de 2 a 3 gotas de soluo de indicador universal.

No primeiro tubo foi adicionada gota a gota soluo de NaOH 1,0mol/L.

No segundo tubo foi adicionada gota a gota soluo de HCl 1,0mol/L.

No terceiro tubo foi adicionada gota a gota soluo de NH4OH 0,2mol/L.

Aps a adio de cada 10 gotas, a soluo era agitada e seu pH era estipulado, tanto comparando as cores das solues, como com clculos.

5. Resultados

5.1. Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de cido fraco

A reao em estudo :

H3CCOOH(aq) + H2O(l) H3CCOO- (aq) + H3O+ (aq)

O cido actico apresenta molaridade 0,2 mol/L, com expresso para o clculo de Ka da seguinte forma:

,

Sendo: Ka = 1,8 x 10-5 Clculo de pH do cido actico

Tabela 5.1.1 Equilbrio no cido actico inicialmente

H3CCOOH(aq)+H2O(l)H3CCOO-(aq)+H3O+(aq)

Incio0,2 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,2 X X X

1,8.10-5 = x/ 0,2

X=[ H3O+] = 1,9.10-3 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 2,72

cor: vermelho claro

Clculo do pH com o acrscimo de gua no primeiro tubo

Seguindo as instrues do experimento, o cido actico foi dividido em dois tubos de ensaio em partes iguais. Sendo assim, tnhamos em cada tubo de ensaio 1,0 mL (20 gotas) da solues de cido actico 0,2M. No primeiro tubo de ensaio, foram adicionadas 20 gotas (1,0 mL) de gua destilada, resultando assim em uma soluo diluda com volume final de 2,0 mL. E pede-se para calcular o pH da soluo a cada 10 gotas (0,5 mL).Ento temos que:

Mantes x Vantes = Mdepois x VdepoisAdotando a concentrao de cido Actico neste novo estado como 0,27M, tem-se que:

Tabela 5.1.2 Equilbrio no cido actico diludo no primeiro tubo de ensaio


Incio0,27(mol/L) 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,27 X X X

1,8.10-5 = x/ 0,27

X=[ H3O+] = 2,2.10-3 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 2,65

cor: vermelho claro

Clculo do pH com o acrscimo de acetato de sdio 0,4M no segundo tubo

No segundo tubo continha 1,0 mL de cido actico de 0,2M, foi adicionado um on comum (acetato). Foram adicionadas 20 gotas de acetato de sdio at que o volume desse tubo ficasse igual ao primeiro. Como temos que a dissociao do acetato de sdio resulta em uma proporo de 1:1, podemos falar que a concentrao do on acetato tambm ser de 0,4M.

Com a presena desse on comum, pode-se calcular o pH da soluo, a cada 10 gotas :

Tabela 5.1.3 Equilbrio na soluo de cido actico com acetato de sdio


Incio0,2 mol/L 0,4 mol/L 0

Reagiu X X X

Equilbrio 0,2 X 0,4 + X X

1,8.10-5 = x. (0,4) / 0,2

X=[ H3O+] = 9.10-6 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 5,04cor: laranja

5.2 Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de base fraca

Nessa parte do experimento, realizou-se o mesmo procedimento feito no item anterior, s que nessa etapa, utilizou-se uma soluo de hidrxido de amnio (NH4OH) 0,2 mol/L. A reao em estudo :

NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH-(aq)Sendo: Kb = 1,8 x 10-5 A expresso de equilbrio do Kb utilizada nos clculos :

Clculo de pH do hidrxido de amnio

Tabela 5.2.1 Equilbrio no hidrxido de amnio inicialmente

NH4OH(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)

Incio0,2 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,2 X X X

1,8.10-5 = x/ 0,2

X=[ OH-] = 1,9.10-3 mol/LpOH = -log [OH-]

pOH = 2,72

pH + pOH = 14

pH = 11,28

cor: cinza azulado Clculo do pH quando ocorre a adio de gua no primeiro tuboDe acordo com os procedimentos experimentais, dividiu-se o hidrxido de amnio em dois tubos com partes iguais, sendo que casa tubo continha 1,0 mL (20 gotas) da soluo da base de 0,2M. Ao primeiro tubo de ensaio foram adicionadas 20 gotas (1,00 mL) de gua destilada e ao final obteve-se um volume de 2,0 mL. E pede-se para calcular o pH da soluo a cada 10 gotas (0,5 mL).Ento temos que:

Mantes x Vantes = Mdepois x VdepoisAdotando a concentrao de Hidrxido de Sdio neste novo estado como 0,27M, tem-se que:Tabela 5.2.2 Equilbrio no hidrxido de amnio diludo no primeiro tubo de ensaio


Incio0,27 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,27 X X X

1,8.10-5 = x/ 0,27

X=[ OH-] = 2,2.10-3 mol/LpOH = -log [OH-]

pOH = 2,65

pH + pOH = 14

pH = 11,34

cor: cinza azulado. Clculo do pH com o acrscimo de cloreto de amnio 0,4M no segundo tubo

No segundo tubo, que apresenta um volume de 1,00 mL de hidrxido de amnio 0,2M, foi adicionado um on comum (NH4+ ). Foram adicionadas 20 gotas de cloreto de amnio de 0,4M. Pela reao estequiomtrica, tem-se uma proporo de 1:1, logo tem 0,4 mol de NH4Cl quando a reao se iniciou. Ento temos que:Tabela 5.2.3 Equilbrio na soluo de hidrxido de amnio com cloreto de amnio


Incio0,2 mol/L0,4 mol/L 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,2 X0,4 + X X

cor: cinza puxado para o roxo1,8.10-5 = x. (0,4) / 0,2

X=[ OH- ] = 9.10-6 mol/LpOH = -log [OH- ]

pOH = 5,04

pH + pOH = 14

pH = 8,96

5.3 Hidrlise de sais em solues

Nesta etapa do experimento, foram adicionadas 40 gotas (2,0 mL) dos sais relacionados abaixo. Por serem reaes de hidrlise, os ctions derivados de base forte e os nions derivados de cidos fortes, no sofrem a hidrlise. A seguir, sero apresentadas as condies de equilbrio, atravs de tabelas, as reaes que mostram cada hidrlise e os clculos de pH das solues.

Cloreto de amnio (NH4Cl) 0,4 M

Dissociao dos ons: NH4Cl (aq) NH4+ (aq) + Cl-(aq)

Hidrlise: NH4+ (aq) + H2O (aq) NH3(aq) + H3O+(aq)

Cloreto no sofre hidrliseKa = 5,6.10-10Tabela 5.3.1 Hidrlise do cloreto de amnio. Esquema de equilbrio

NH4Cl(aq)+H2O(l)NH3(aq)+H3O+(aq)

Incio0,4 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,4 X X X

5,6.10-10 = x/ 0,4

X=[ H3O+] = 1,5.10-5 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 4,82 Acetato de sdio (NaCH3COO) 0,4 M

Dissociao dos ons: NaCH3COO (aq) Na+ (aq) + CH3COO-(aq)

Hidrlise: CH3COO-(aq) + H2O (aq) CH3COOH(aq) + OH-(aq)

on sdio no sofre hidrliseKb = 5,6.10-10Tabela 5.3.2 Hidrlise do acetato de sdio. Esquema de equilbrio

CH3COO-(aq)+H2O(l)CH3COOH(aq)+OH-(aq)

Incio0,4 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,4 X X X

5,6.10-10 = x/ 0,4

X=[ OH- ]= 1,5.10-5 mol/LpOH = -log [OH-]

pOH = 4,82pH + pOH = 14

pH = 9,18

Carbonato de sdio (Na2CO3) 0,1 M

Dissociao dos ons: Na2CO3 (aq) 2Na+ (aq) + CO32-(aq)

Hidrlise: CO32-(aq) + H2O (aq) HCO3-(aq) + OH-(aq)

on sdio no sofre hidrliseKb = 2,1.10-4Tabela 5.3.3 Hidrlise do carbonato de sdio. Esquema de equilbrio

CO32-(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OH-(aq)

Incio0,1 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,1 X X X

1,78 x 10-4 = x / 0,1

X=[ OH- ] = 4,22.10-3 mol/LpOH = -log [OH- ]

pOH = 2,37pH + pOH = 14

pH = 11,6 Hidrogenocarbonato de sdio (NaHCO3) 0,1 M

Dissociao dos ons: NaHCO3 (aq) Na+ (aq) + HCO3-(aq)

Hidrlise: HCO3-(aq) + H2O (aq) H2CO3(aq) + OH-(aq)

HCO3-(aq) + H2O (aq) CO32-(aq) + H3O+(aq)

on sdio no sofre hidrliseKb = 2,1.10-4Tabela 5.3.4 Hidrlise do Hidrogenocarbonato de sdio. Esquema de equilbrio

HCO3-(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq)

Incio0,1 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,1 X X X

2,1.10-4 = x / 0,1


pOH = 2,3pH + pOH = 14

pH = 11,7

Hidrogenossulfato de potssio (KHSO4) 0,1 M

Dissociao dos ons: KHSO4 (aq) K+ (aq) + HSO4-(aq)

Hidrlise: HSO4-(aq) + H2O (aq) H2SO4(aq) + OH-(aq)

HSO4-(aq) + H2O (aq) SO42-(aq) + H3O+(aq)on potssio no sofre hidrliseKa = 1,2.10-2Tabela 5.3.5 Hidrlise do Hidrogenossulfato de potssio. Esquema de equilbrio

HSO4-(aq)+H2O(l)SO4-2(aq)+H30+(aq)

Incio0,1 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,1 X X X

1,2.10-2 = x/ 0,1X=[ H3O+] = 3,5.10-2 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 1,46 Monohidrogenofosfato de sdio 0,1 M

Dissociao dos ons: Na2HPO4 (aq) 2Na+ (aq) + HPO4-2(aq)

Hidrlise: HPO4-2(aq) + H2O (aq) PO43-(aq) + H3O+(aq)

on sdio no sofre hidrlise

Ka = 3,6.10-13Tabela 5.3.6 Hidrlise do Monohidrogenofosfato de sdio. Esquema de equilbrio

HPO4-2(aq)+H2O(l)PO4-3(aq)+H3O+(aq)

Incio0,1 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,1 X X X

3,6.10-13 = x/ 0,1

X=[ H3O+] = 1,9.10-7 mol/LpH = -log [H3O+]

pH = 6,72 Dihidrogenofosfato de sdio (NaH2PO4) 0,1 M

Dissociao dos ons: NaH2PO4 (aq) Na+ (aq) + H2PO4-(aq)

Hidrlise: H2PO4-(aq) + H2O (aq) H3PO4(aq) + OH-(aq)

on sdio no sofre hidrlise

Kb = 1,6.10-7Tabela 5.3.7 Hidrlise do Dihidrogenofosfato de sdio. Esquema de equilbrio

HPO4-2(aq)+H2O(l)PO4-3(aq)+H3O+(aq)

Incio0,1 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,1 X X X

1,6.10-7 = x / 0,1


pOH = 3,9

pH + pOH = 14

pH = 10,1

Cloreto de alumnio (AlCl3) 0,5 MDissociao dos ons: AlCl3 (aq) Al3+ (aq) + 3Cl-(aq)

Hidrlise: [Al(H2O)6]3+(aq) [Al(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)

Cloreto no sofre hidrlise

Ka= 1,4 x 10-5Tabela 5.3.8 Hidrlise do carbonato de sdio. Esquema de equilbrio

[Al(H2O)6]3+(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+[Al(H2O)5(OH)]2+(aq)

Incio0,5 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,5 X X X

1,4 x 10-5= x/ 0,5

X=[ H3O+] = 2,64.10-3 mol/L

pH = -log [H3O+]

pH = 2,575.4 Propriedades anfotricas

5.4.1 Soluo de NaOH Adio de hidrxido de sdio

Nesta reao, houve a adio de 10 gotas (0,5 mL) de hidrxido de sdio em uma soluo j de hidrxido de sdio 1,0 M.

Kb= 1,8.10-5Tabela 5.4.1.1 Esquema de equilbrio da reao entre hidrxido de sdio com NaOHNaOH(aq)Na+(aq)+OH-(aq)

Incio0,5.10-300

ReagiuXXX

Equilbrio0,5.10-3XX

1,8.10-5 = x / 0,0005X=[ OH- ] = 9,5.10-5 mol/L

pOH = -log [OH- ]

pOH = 4,1pH + pOH = 14

pH = 9,9

O ph experimental encontrado, apresentou um valor igual 9.

Adio de cido clordrico

Neste experimento, adicionou-se 20 gotas de cido clordrico 1,0 M em uma soluo de 1,0 M de hidrxido de sdio.

1) 10 gotas de HCl(aq)Nesta reao de neutralizao h um excesso de 0,5 x 10-3 mol de NaOH(aq) em 1,5 x 10-3 L, o que resultar em um pH bsico:

Equao de henderson-hasselbach

pH = 14 + log (0,5 x 10-3/1,5 x 10-3)

pH = 13,52

2) 20 gotas de HCl(aq)J nesta reao, no haver excesso nem de cido nem de base, alm de no haver hidrlise, sendo totalmente neutralizada. Essa situao resultar em um pH neutro.

pH = 7O ph experimental encontrado, apresentou um valor igual 9.

Adio de hidrxido de amnio

Neste experimento, adicionou-se 1,0 M de hidrxido de amnio em uma soluo tambm de 1,0 M de hidrxido de sdio.

A reao seria:

NaOH (aq) + NH4OH(aq) NaOH(aq) + H2O(l) + NH3 (aq)

Nmero de mols OH-:

0,2 mol -------------- 1000 mL

X -------------- 0,5 mL

X = 1 x 10-4 molsEquao de henderson-hasselbach

pH (em 10 gotas) = 14 + log [1 x 10-4] / [1]pH = 10


5.4.2. Soluo de Cloreto Frrico Adio de Hidrxido de Sdio

Nesta reao, houve a adio de 10 gotas (0,5 mL) de Hidrxido de Sdio em uma soluo j de Cloreto de Alumnio 0,5 M.

AlCl3 (aq) Al3+ (aq) + 3Cl-(aq)

[Al(H2O)6]3+(aq) [Al(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)

NaOH (aq) Na+(aq) + OH-(aq)

A [H3O+] neutralizada pela [OH-], assim o pH determinado pela [Al(H2O)5(OH)] 2+ ]Tabela 5.4.2.1 Hidrlise do [Al(H2O)6]3+. Esquema de equilbrio


Incio0,5 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,5 X X X

1,4.10-5 = x / 0,5

X=[ H3O+ ] = 7,0.10-6 mol/L

pH = - log [H3O+]pH = 2,6O ph experimental encontrado, apresentou um valor igual 3. Adio de cido Clordrico

Nesta reao, houve a adio de 10 gotas (0,5 mL) de cido Clordrico em uma soluo j de Cloreto de Alumnio 0,5 M.


1) [Al(H2O)6]3+(aq) [Al(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)

2) HCl (aq) + H2O(l) Cl-+(aq) + H3O+(aq)

pH da equao 1) = 2,6pH da equao 2) como o HCl um acido forte, seu pH determinado pelo log da sua prpria concentrao que no caso 5.10-4 mol/L. Assim pH = 3,3

O ph experimental encontrado, apresentou um valor igual 2. Adio de Hidrxido de Amonio

Nesta reao, houve a adio de 10 gotas (0,5 mL) de Hidrxido de Amnio em uma soluo j de Cloreto de Alumnio 0,5 M.


[Al(H2O)6]3+(aq) [Al(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)

NaOH (aq) Na+(aq) + OH-(aq)

A [H3O+] neutralizada pela [OH-], assim o pH determinado pela [Al(H2O)5(OH)] 2+ ]

Tabela 5.4.2.2 Hidrlise do [Al(H2O)6]3+. Esquema de equilbrio


Incio0,5 mol/L 0 0

Reagiu X X X

Equilbrio0,5 X X X

1,4.10-5 = x / 0,5

X=[ H3O+ ] = 7,0.10-6 mol/L

pH = - log [H3O+]

pH = 2,6


A comparao entre os valores de pH obtidos , tanto experimentalmente quanto teoricamente realizadas nos quatro experimentos, podem ser observadas na tabela abaixo:

Tabela 5.5 Comparao entre leituras de pH tericas e experimentais

Etapa do experimentoProcesso envolvidoValor de pH (de acordo com o indicador universal)Valor de pH encontrado nos clculos

ASoluo de cido actico 0,2M32,72

Soluo gua + cido actico (Tubo I)32,65

Soluo acetato + cido actico (Tubo II)45,04

BSoluo de hidrxido de amnio 0,2M1211,28

Soluo gua + hidrx.de amnio (Tubo I)1111,34

Sol. cloreto de amnio + hidrxido de amnio (Tubo II)108,96

CSoluo de cloreto de amnio 0,4M54,82

Soluo de acetato de sdio 0,4M99,18

Soluo de carbonato de sdio 0,1 M1211,6

Soluo de hidrogenocarbonato de sdio 0,1M1011,7

Soluo de hidrogenossulfato de potssio0,5M21,46

Soluo de monohidrogenofosfato de sdio0,5 M46,72

Soluo de dihidrogenofosfato de sdio 0,5 M910,1

Soluo de cloreto de alumnio 0,5 M32,57

DSoluo de hidrxido de sdio + hidrxido de sdio 1,0 M99,9

Soluo de hidrxido de sdio 1,0 M + cido clordrico 1,0 M77,0

Soluo de hidrxido de sdio 1,0 M + hidrxido de amnio 1,0 M1110,0

6. Discusso6.1. Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de cido fraco

A primeira soluo observada foi a de cido actico 0,2 M e baseando-se na colorao obtida com auxlio do indicador visualizamos um tom de vermelho claro e conclumos que o pH seria em torno de 3, e posteriormente comprovado atravs dos clculos obtidos no item 5.1 que o pH de 2,72.

Aps separao do volume da soluoem dois tubos de ensaio e acrscimo de gua destilada em um deles, no houve alterao da cor, uma vez que o pH se manteve praticamente o mesmo (pH 2,65).

Entretanto ao acrescentar no outro tubo de ensaio acetato de sdio 0,4M, obteve-se uma soluo de colorao alaranjada nas 10 primeiras gotas que experimentalmente definimos o pH 4prximo ao evidenciado a partir dos clculos tericos no item 5.1 que foi de pH 5,04,ocorreu um aumento no pH da soluo devido ao aumento do on acetado que uma base conjugada. Conforme acrescentou-se mais gotas de acetado de sdio na soluo, experimentalmente no foi possvel visualizar mudana significativa de cor pois formou-se uma soluo tampo com acrscimo de on comum, que evita grandes variaes de pH. Porm teoricamente ao realizar os clculos o pH volta a cair, pois com excesso de on comum acetato, pelo princpio de Le Chatelier o equilbrio se desloca no sentido inverso para formao de reagentes a fim de consumir maior volume da base conjugada.

6.2 Efeito do on comum em equilbrio de dissociao de base fraca

Na segunda etapa utilizamos uma soluo de hidrxido de amnio (NH4OH) 0,2 M realizando o mesmo procedimento adotado para o cido actico. A partir da colorao obtida que foi de cinza azulado definimos que o pH estaria em torno de 12, e nos clculos tericos demonstrados no item 5.2 encontramos o valor de pH 11,28.

Com acrscimo de gua em um dos tubos de ensaio, experimentalmente no notamos variao da colorao, manteve-se cinza azulado, pois a mudana no pH no foi significativa (pH 11,34).

Por outro lado ao acrescentar as 10 primeiras gotas de cloreto de amnio 0,4M a colorao da soluo mudou para um tom cinza arroxeado e conclumos que teria um pH na faixa de 10, chegamos a um valor prximo ao analisar o resultado obtido no item 5.2 que foi um pH de 8,96, em relao a soluo de hidrxido de amnio houve uma queda do pH devido a aumento do on amnio (NH4) que um cido conjugado. Conforme acrescentou-se mais gotas de cloreto de amnio visualmente no houve alterao na colorao, pois assim como no experimento anterior forma soluo tampo pela presena do on comum, no ocorrendo grande variao de pH, por outro lado teoricamente este aumenta pois pelo principio de Le Chatelier com o excesso do on NH4 o equilbrio se desloca no sentido inverso para consumi-lo, formando maior quantidade de base.

6.3 Hidrlise de sais em solues

Os ons derivados de bases ou cidos fortes no sofrem hidrlise.

-Cloreto de Amnio 0,4 M:

Baseando-se que na hidrlise do on amnio, este doa um prton para gua tendo como produto o on hidrnio, esperava-se um pH menor que 7 (soluo cida), a partir da colorao obtida de um laranja definimos experimentalmente pH 5 , bem prximo do obtido atravs de clculos que foi de pH 4,82.

-Acetato de Sdio 0,4 M:

Durante a hidrlise do acetato de sdio, o on acetato recebe um prton da gua resultando em um on OH-, ou seja, esperava-se um pH maior que 7, obtivemos uma soluo verde e estimamos um pH 9 , enquanto o obtido teoricamente foi um pH 9,18

-Carbonato de Sdio 0,1 M:

Assim como anteriormente, na hidrlise do carbonato de sdio , o on carbonato recebe um prton da gua resultando em um on OH-, ou seja, esperava-se um pH maior que 7, obtivemos uma soluo verde acizentado e estimamos um pH 12 , enquanto o obtido teoricamente foi um pH 11,6.

- Hidrogenocarbonato de sdio 0,1 M:

Neste caso o on bicarbonato anftero e pode ser tanto uma base como um cido, como tivemos o auxlio dos indicadores e obtivemos a colorao de verde escuro, estimatimamos ser um pH em torno de 10, conclumos que ele recebe um prton da gua, formando cido carbnico e on OH-, espervamos um pH maior que 7. Nos clculos tericos encontramos o pH 11,7

-Hidrogenossulfato de potssio 0,1M

O on bisulfato anftero e pode ser tanto uma base como um cido, como tivemos o auxlio dos indicadores novamente, obtivemos a colorao de vermelho alaranjado, estimamos ser um pH em torno de 2, conclumos que ele doa um prton para a gua, formando on H3O+, espervamos um pH menor que 7. Nos clculos tericos encontramos o pH 1,46-Monohidrogenofosfato de sdio 0,1 MNa hidrlise do on hidrofosfato, este doa um prton para gua tendo como produto o on H3O+,esperava-se um pH menor que 7 (soluo cida), a partir da colorao obtida de um amarelo definimos experimentalmente pH 4 , um pouco distante do obtido atravs de clculos que foi de pH 6,72, levando-se em conta como fonte de erro a comparao de cor com as solues padres.

- Dihidrogenofosfato de sdio 0,5 M:

Durante a hidrlise do on dihidrofosfato, o on recebe um prton da gua resultando em um on OH-, ou seja, esperava-se um pH maior que 7, obtivemos uma soluo verde e estimamos um pH 9 , enquanto o obtido teoricamente foi um pH 10,1

-Cloreto de alumnio 0,5 M:

Na hidrlise do complexo hexaquoaluminio(III), este doa um prton para gua tendo como produto o on H3O+, esperava-se um pH menor que 7 (soluo cida), a partir da colorao obtida de um laranja claro definimos experimentalmente pH 3 , bem prximo do obtido atravs de clculos que foi de pH 2,57.

6.4.Propriedades anfotricas

Os resultados tericos encontrados foram compatveis com os resultados encontrados experimentalmente. Isso demonstra que ao realizar uma reao com AlCl3, que um sal anftero, ele age de forma distinta, dependendo do pH das soluo em que adicionado .Podendo em determinados casos diminuir o pH, ou seja, favorecendo a formao do on H3O+, ou aumentar o pH, favorencendo a formao do on OH-.

7.Concluso

Atravs da anlise da tabela, pode-se perceber que nem todos os valores de pH obtidos experimentalmente coincidiram com o pH terico. Outro fator que pode influenciar na diferena entre as leituras de pH a interpretao da cor obtida ao se adicionar o indicador universal. Nas partes A e B do experimento pode ser observado reaes com solues tampes que contm um cido fraco junto com um sal desse cido ou uma base fraca juntamente com um sal dessa base. A soluo tampo faz com que o pH ou pOH da soluo no sofram uma grande mudana quando adicionado um cido forte ou uma base forte soluo.

Os valores tericos e experimentais de pH que foram estudados apresentaram algumas variaes, o que nos leva a concluir que o pH pode sofrer variaes por influencias como uma hidrlise parcial de um composto que pode alterar o pH final da soluo ou a prpria observao dos integrantes que observaram uma cor experimentalmente e teoricamente so apresentadas com cores diferentes.8. Referncias bibliogrficas

Experimentos de Qumica de Transformaes 2012, UNIFESP, Campus Diadema, 2012

ATKINS, Peter. Princpios de qumica: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Peter Atkins, Loreta Jones; traduo Ricardo Bicca de Alencastro 3ed Porto Alegre, Bookman, 2006Fonseca, Martha Reis Marques da. Qumica: Fsico-Qumica. So Paulo: FTD, 2007 (Coleo Qumica)

[1] Indicadores cido base: Disponvel em http://www.soq.com.br/conteudos/em/indicadores_acido_base/[2] Hidrlise Salina: Disponvel em http://www.brasilescola.com/quimica/hidrolise-salina.htmHidrlise Salina : Disponvel em http://www.qieducacao.com/2011/08/hidrolise-salina.htm

relatório 03 - qt - meu

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