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NUTRIÇÃO – NU1M TURMA 01 GLÁUCIA GEBAUER LUIS HENRIQUE HARCKBART MARIA EDUARDA JUNCA SIMÃO MARIA LUÍZA ALMEIDA BRUM Pática nº 06 (22/05/2019) ESTUDO DO PH E DOS INDICADORES Disciplina: Fundamentos de Química Aplicados à Nutrição Professora: Alessandra Tesch da Silva VILA VELHA JUNHO – 2019 GLÁUCIA GEBAUER LUIS HENRIQUE HARCKBART MARIA EDUARDA JUNCA SIMÃO MARIA LUÍZA ALMEIDA BRUM ESTUDO DO PH E DOS INDICADORES Relatório do Curso de Graduação em Nutrição apresentado á Universidade Vila Velha – UVV, como parte das exigências da Disciplina Fundamentos de Química Aplicados à Nutrição sob orientação da professora Alessandra Tesch da Silva. VILA VELHA JUNHO – 2019 INTRODUÇÃO Os ácidos e as bases são duas funções químicas consideradas opostas, pois suas propriedades costumam ser inversas. Por exemplo, se considerarmos alimentos presentes em nosso cotidiano, que são ácidos, veremos que o gosto deles, no geral, é azedo, como ocorre com o limão. Porém, alimentos que são básicos possuem gosto adstringente (que “amarra” a boca), como o de uma banana verde. A definição mais tradicional dos ácidos e bases foi dada pelo cientista sueco Svante Arrhenius, que estabeleceu os ácidos como substâncias que, em solução aquosa, liberam H+ , enquanto as bases (ou hidróxidos), também em solução aquosa, liberam OH- . É possível medir a concentração de hidrogênio iônico (H+ ) em uma solução aquosa a partir de uma escala logarítmica inversa, que recebeu o nome de potencial hidrogeniônico, ou simplesmente, escala de pH. Esta escala vai de zero a 14, sendo o pH 7 considerado neutro. Os valores menores que sete classificam a solução como ácida e os maiores que sete como alcalinos (bases). O aparelho usado para medição de pH é o pHmetro ou medidor de pH. É constituído basicamente por um eletrodo e um circuito potenciômetro. Ele mede as diferenças de potencial elétrico produzidas pelas concentrações de hidrogênio e indica o resultado dentro da escala de 0 a 14. Para se ter uma ideia do pH de uma solução aquosa, usam-se substâncias indicadoras, os chamados indicadores, como a fenolftaleína, que são substâncias que, por suas propriedades físico-químicas, apresentam a capacidade de mudar de cor na presença de um ácido ou de uma base. Estes indicadores servem apenas para indicar se as soluções se encontram nessas faixas de pH, e não para identificar exatamente o pH da solução. TABELA 1 - Indicadores ácido-base e intervalos de pH nos quais ocorre variação de cor (“viragem”) INDICADOR INTERVALO DE pH PARA A MUDANÇA DE COR (“Viragem”) MUDANÇA DE COR CORRESPONDENTE Azul de timol 1,2 – 2,8 Vermelho - Amarelo 8,0 – 9,6 Amarelo – Azul Azul de bromofenol 3,0 – 4,6 Amarelo - Violeta Verde de bromocresol 4,0 – 5,6 Amarelo - Azul Fenolftaleína 8,0 Incolor - Rosa 2. OBJETIVO Reconhecer substâncias com caráter ácido e básico, diferenciar o comportamento de ácidos e bases fortes quando comparados a ácidos e bases fracas; medir e observar o valor do pH de substâncias; comparar as soluções e verificar a cor característica do meio com diversos tipos de indicadores. 3. EXPERIMENTAL 3.1 Ácidos, Bases e Indicadores Realização do Teste para ácido clorídrico (HCl). Foram numerados 4 tubos de ensaio, adicionados 2 mL do ácido clorídrico em cada tubo, posteriormente, adicionaram-se 3 gotas dos indicadores em cada tubo. Os indicadores utilizados foram: Azul de timol, Azul de bromofenol, Verde de bromocresol e Fenolftaleína. O mesmo procedimento repetiu-se utilizando o ácido acético (H3CCOOH), o hidróxido de sódio (NaOH) e por fim o hidróxido de amônio (NH4OH), 4 tubos de ensaio para cada ácido e base. Os tubos foram agitados e as cores observadas anotadas pelos integrantes do grupo. 3.2 Medidas de pH de diferentes materiais Cada grupo presente no laboratório foi instruído a inserir, aproximadamente, 25 mL de cada material disponibilizado na bancada em um béquer de 50 mL e medir o pH utilizando o pHmetro e escala de pH. Após cada medida, o eletrodo era lavado e o procedimento repetido para os diferentes materiais. Os resultados foram anotados no quadro e na tabela abaixo. Nº Material pH medido 1 Água - 2 Ácido clorídrico 0,87 3 Ácido acético 2,51 4 Hidróxido de sódio 12,57 5 Hidróxido de amônio 8,63 6 Coca-cola 2,27 7 Guaraná - 8 Vinho - 9 Vinagre - 10 Suco de limão concentrado - 11 Café - 12 Leite - 13 Vitamina C (efervescente) 2,40 14 Sal de frutas (sol. saturada) 7,25 15 Sal de frutas (sol. diluída) 6,44 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Com a realização dos experimentos acima, foi possível comparar o pH entre um ácido forte (HCl) e um ácido fraco (H3CCOOH) e fazer um comparativo sobre as cores dos mesmos, com base na Tabela 01: Indicadores ácido-base e intervalos de pH nos quais ocorre variação de cor “viragem”. Foi observado que nenhum deles atingiu o ponto de viragem e anotadas as cores observadas. Nº do Tubo HC 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 01 Azul de timol Rosa claro 02 Azul de bromofenol Amarelo claro 03 Verde de bromocresol Amarelo escuro 04 Fenolftaleína Incolor Nº do Tubo H3CCOOH 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 05 Azul de timol Incolor 06 Azul de bromofenol Amarelo claro 07 Verde de bromocresol Amarelo escuro 08 Fenolftaleína Incolor Comparação entre pH de uma base forte Hidróxido de sódio (NaOH) com uma base fraca Hidróxido de amônio (NH4OH) (na mesma concentração), com base na tabela, foi observado que todos atingiram o ponto de viragem e foram anotadas as cores observadas. Nº do Tubo NaOH 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 09 Azul de timol Azul claro 10 Azul de bromofenol Roxo 11 Verde de bromocresol Azul escuro 12 Fenolftaleína Rosa escuro Nº do Tubo NH4OH 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 13 Azul de timol Azul claro 14 Azul de bromofenol Roxo 15 Verde de bromocresol Azul escuro 16 Fenolftaleína Rosa escuro Comparação entre pH de um ácido forte Ácido clorídrico HCl e o pH de uma base forte Hidróxido de sódio NaOH. Nº do Tubo HC 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 01 Azul de timol Rosa claro 02 Azul de bromofenol Amarelo claro 03 Verde de bromocresol Amarelo escuro 04 Fenolftaleína Incolor Nº do Tubo NaOH 0,1 mol/L e o indicador Cor observada 09 Azul de timol Azul claro 10 Azul de bromofenol Roxo 11 Verde de bromocresol Azul escuro 12 Fenolftaleína Rosa escuro 5. QUESTIONAMENTOS 1. Qual a diferença de um ácido forte para um ácido fraco? E qual a diferença de uma base forte para uma base fraca? Pesquise a teoria. O grau de acidez de um composto é determinado pelo grau de ionização, que é a facilidade que um composto tem de liberar H+. Sendo assim, quando o ácido tem igual ou mais que 50% das suas moléculas ionizadas, ele é considerado forte e quando menor ou igual a 5%, ácido fraco. Para as bases, quanto maior for sua dissociação em meio aquoso, liberando OH-, maior será sua força, e quanto menor dissociação, menor será a sua basicidade. 2. A partir dos indicadores utilizados, é possível determinar com exatidão o pH das soluções estudadas? Justifique a sua resposta. Não, pois os indicadores indicam uma margem no qual tal pH se encontra, mostrando se é ácido forte, ácido fraco, base forte, base fraca ou neutro. Apenas o pHmetro é capaz de medir com exatidão o pH de uma solução. 3. Qual a limitação do uso dos indicadores? Eles indicam faixas de viragem e não fornecem exatidão. 4. Como funciona, em detalhes, o pHmetro? O pHmetro é um equipamento utilizado para determinar a concentração de pH de amostras. Ele consiste em um eletrodo que é acoplado a um potenciômetro, que é um aparelhoque mede a diferença de potencial. O pHmetro permite converter o valor de potencial do eletrodo em unidades de Ph, no qual, quando submerso na amostra, o eletrodo gera milivolts que são convertidos para uma escala de Ph. Para que ele funcione da melhor forma é necessário que seja feita calibrações e que na hora da utilização todos os cuidados sejam tomados, como por exemplo lavar o eletrodo com água destilada, secar levemente com uma folha de papel, e que cuidadosamente ele seja submerso na solução. 5. Discuta os 15 valores de pH dos diferentes materiais. Por que deram abaixo de sete ou próximo a sete ou acima de sete. A escala de pH geralmente varia entre 0 e 14, sendo que o 7 representa um meio neutro, os valores abaixo de 7 são meios ácidos e quanto menor o pH, mais ácido é o meio, enquanto que os valores acima de 7 são meios básicos e quanto maior esse valor, mais básico é o meio.O valor do pH está diretamente relacionado com a quantidade de íons hidrogênio de uma solução, as substâncias que revelam a presença de íons livres em uma solução são conhecidas como indicadores, esses mudam de cor em função da concentração de H+ e de OH- de uma solução. 6. Os resultados medidos para os 15 materiais estão de acordo com o que se encontra na literatura? Pesquise e discuta. O pH mede a acidez e basicidade de uma solução.A escala compreende valores de 0 a 14, sendo que o 7 é considerado o valor neutro. O valor 0 (zero) representa a acidez máxima e o valor 14 a alcalinidade máxima.Feita essa observação,os valores obtidos encontram-se dentro dos valores normais esperados,respeitando os limites de basicidade e acidez. 6. CONCLUSÃO Todos os resultados foram como o esperado, indo de encontro á parte teórica do conteúdo. Com os indicadores foi possível determinar as faixas de viragem, sendo possível observar se a solução era ácida forte, ácida fraca, base forte ou base fraca e fazer discussões a certa da ionização de H+ e dissociação de OH-. O ponto de viragem é importante, por exemplo, para determinar a concentração de soluções desconhecidas pelo método conhecido como titulação. Após a determinação da faixa, tais soluções foram levadas ao pHmetro, que determina com exatidão o pH, diferentemente dos indicadores. 7. REFERÊNCIAS BRASIL ESCOLA Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conceito-ph.htm Acesso em: 05/06/2019 MANUAL DA QUÍMICA Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/classificacao-dos-acidos.htm Acesso em: 06/06/2019 QUÍMICA DE ÁCIDO E BASES Disponível em: http://qui.ufmg.br/~ayala/matdidatico/acidobase.pdf Acesso em: 06/06/2019 VOLUMETRIA ÁCIDO BASE Disponível em: http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/05/Aula-3-Volumetria-%C3%81cido-Base-Parte-II.pdf Acesso em 05/06/2019 CÁLCULOS ENVOLVENDO PH E SOLUÇÕES Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm Acesso em: 07/06/2019