soluÇÃo tampÃo - prática 3
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
LICENCIATURA EM QUÍMICA
PROFESSOR CARLOS BISPO
PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES-TAMPÃO
LEONARDO ARCANJO DE ANDRADE
Campina Grande – PB
2012
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1 INTRODUÇÃO 1.1 Objetivo Experimental
Preparar uma solução-tampão ácida com pH = 3,0 e uma solução-básica
com pH 9,0 utilizando CH3COOH/NaCH3COO (ácido acético/acetado de
sódio) e NH4OH/NH4Cl (hidróxido de amônio/cloreto de amônio),
respectivamente;
Verificar o pH experimental das soluções-tampão preparadas.
1.2 Soluções-Tampão
No estudo das soluções químicas, as soluções-tampão se destacam pela
sua importância no equilíbrio das reações químicas. Solução-tampão, também
chamada de solução mista é um tipo de solução que tende a manter o pH de uma
solução constante Algumas reações químicas em determinados sistemas são
dependentes do pH do meio, e alterações bruscas do potencial hidrogeniônico do
meio podem afetar as condições do meio, deslocando o equilíbrio na formação de
subprodutos indesejáveis ou retardando a velocidade da reação e etc.
A “resistência” que uma solução-tampão possui em manter o pH de uma
solução que tende a sofrer reação química constante é chamado de capacidade
tamponante. Quando a capacidade tamponante é rompida, o a solução-tampão
não é mais capaz de absorver os íons H+ e/ou OH- e o pH da solução sofrerá
alterações consideráveis. Portando, existe um limite de para a adição de ácido
e/ou base à solução contendo um tampão.
Há dois tipos de soluções-tampão, existem as soluções-tampão ácidas e
básicas. Os tampões ácidos são preparados pela mistura (de concentrações
aproximadamente iguais) de um ácido fraco e seu sal conjugado. Um tampão
básico é preparado pela mistura de uma base fraca e seu sal conjugado. O sal
conjugado de um tampão ácido e básico deve ser formado pela reação desse
ácido com uma base forte, ou, então, por uma base fraca e um sal formado pela
reação dessa base com um ácido forte, respectivamente.
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1.3 Tampão e sua importância biológica
Os tampões têm um papel importante em processos químicos e bioquímicos,
nos quais é essencial a manutenção do pH. Assim, muitos processos industriais e
fisiológicos requerem um pH fixo para que determinada função seja
desempenhada. Por exemplo, o sistema tampão HCO3–/H2CO3 é importante
fisiologicamente, uma vez que controla o transporte de CO2 no sangue e o pH do
mesmo (FIORUCCI et al., 2001).
1.4 pH de soluções tampões
Os sistemas tampões são escolhidos de acordo com a faixa de pH que se
deseja tamponar. Um dos meios para calcular a concentração necessária para
produzir um tampão com pH específico é o uso da expressão matemática
chamada de equação de Henderson-Hasselbalch. Essa equação possui algumas
restrições, ela só se aplica a tampões com pH aproximadamente entre 3,0 e 10,0.
Para um tampão ácido, a concentração de ânions é totalmente proveniente
do sal conjugado.
(
) (
) (
)
(
)
(
)
Equação de Henderson-Hasselbalch
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2 MATERIAL E MÉTODO
2.1 Materiais e reagentes
Balões volumétricos de 100 mL;
Béqueres de 50 mL;
Pipetas graduadas de 5 e 1 mL;
Espátula de metal;
Bastão de vidro;
Vidro de relógio;
Hidróxido de amônio (24% d = 0,910 g/mL)
Cloreto de amônio PA (MM = 53,50 g/mol);
Acetado de sódio PA (MM = 136,08 g/mol);
Ácido acético glacial (MM = 60,05 g/mol)
2.2 Procedimento Metodológico
1) Primeiramente estabeleceu-se o pH desejado para o tampão ácido e o tampão
básico: tampão ácido, pH = 3,0 e tampão básico, pH = 9,0. Por facilidade de
acesso, foi utilizado um balão de 100 mL = 0,1 L, ou seja, preparou-se 0,1 L de
solução tampão.
2) A concentração de ácido e base para cada tampão foi 0,2 mol/L;
3) Utilizando a equação de Henderson-Hasselbalch, calculou-se a concentração de
sal necessária para a produção de 0,1 L de tampão, utilizando 0,2 mol/L de
solução de ácido acético e hidróxido de amônio (para cada tampão);
4) Com a concentração dos sais calculada, foi extraída a massa e o volume
necessário para a preparação de cada tampão, o ácido e o básico,
respectivamente;
5) Para o tampão ácido, pesou-se 0,0473 g do sal conjugado NaCH3COO e
misturou-se a 1,14 mL de CH3COOH em um béquer contendo água destilada na
metade de sua capacidade, homogeneizando bem. Transferiu-se a solução para o
balão e aferiu-se. Homogeneizou-se;
6) Para o tampão básico, pesou-se 0,3404 g de NH4Cl e misturou-se a 3,2 mL do
NH4OH no béquer contendo água na metade de sua capacidade e homogeneizou-
se. A solução foi aferida com água destilada e novamente homogeneizada (balão
de 100 mL);
7) O pH de cada solução foi medido com o auxílio de um pHmetro.
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3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Observação: Devido a um erro de percurso, a massa de cloreto de amônio pesada foi o valor
da concentração deste sal por meio da expressão de Henderson-Hasselbalch. Por decisão,
com a respectiva massa* foi calculada uma nova concentração do sal e estabelecido o
verdadeiro valor do pH do tampão básico.
Solução pH teórico [sal conjugado] mol/L pH experimental
Tampão ácido 3,0 3,483Exp-3 2,8
Tampão básico 9,7* 0,0636 10,5
Tabela 1 - Resultados teóricos e experimentais
Para o tampão ácido, onde o ph teórico pré-estabelecido em 3,0
verificamos que o desvio no valor do pH experimental foi praticamente igual ao
valor experimental (3,0 2,8), podendo ter ocorrido pequenos erros, como de
calibragem do pHmetro; na pesagem, devido o pequeno valor em massa de
acetado de sódio utilizado 0,0473 g.
Para o tampão básico, com o erro de percurso, uma nova concentração
de cloreto de amônio foi obtida e consequentemente um novo valor de pH
teórico. Em termos quantitativos, a discrepância entre o valor teórico e
experimental foi considerável, porém, o cloreto de amônio utilizado além de
está fora do prazo de validade, o fraco apresentava um ruim estado e
conservação e havia pouco composto, nos dando evidência da grande
existência de contaminação pelo uso contínuo. Contudo, este pH experimental
se comportou como básico (pH > 7,0) e o valor foi representativo para uma
análise qualitativa.
4 ALGUMAS CONSIDERAÇÕES
A prática experimental proposta foi representativa atingindo seu objetivo
principal, que foi a preparação de soluções-tampão. Os poucos erros de
percursos serviram par evidenciar a importância de se está no laboratório
previamente preparado para a aula experimental, fato que minimizaria os erros.
Com a prática, podemos confirmar a aplicabilidade da equação de
Henderson-Hasselbalch no preparo de soluções-tampão com um interessante
intervalo de confiança.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FIORUCCI, A.R.; SOARES, M.H.F.B. e CAVALHEIRO, E.T.G. O Conceito de
Solução Tampão. Química Nova na Escola, n. 13, p. 18-21, 2001.
KOBAL JÚNIOR, João; SARTÓRIO, Lyrio. Química Analítica Qualitativa. SP:
Moderna, 1977. 71 p.
ANEXO ÚNICO
para pH = 3,0 pkácido acético = 4,75
cálculo da massa de acetato de sódio:
(
) (
) (
)
(
) (
)
(
)
cálculo do volume de HAc para preparo da solução
(
)
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Para pH = 9,7* pkb = 4,77
(
) (
)
(
)
Para cálculo de volume de NH4OH 24% (d = 0,910 kg/L = 0,910 g/mL)
→
→
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Real valor da massa de cloreto de amônio para o tampão de pH 9,0
(
) (
)
(
)