DETERMINAÇÃO DO pH
Tema: Química - Ácido-Base - pH Nível: Ensino BásicoConteúdos: ácidos; bases; pH; processos de medição do pH;
Tempo de duração: 1 a 2 horas
OBJECTIVOS Nesta actividade irás:
- Determinar experimentalmente o pH em produtos de uso comum.
INTRODUÇÃO
À muito tempo que os ácidos e bases são conhecidos. Dos ácidos do (latim acidus, ou aguçado, afiado) guardamos sempre a ideia de serem "corrosivos", e no laboratório, tomamos sempre as precauções necessárias para não nos "queimarmos". Mas nem todos são perigosos e alguns há que são mesmo fundamentais à nossa saúde. É o caso dos ácidos presentes nos alimentos e que lhes dão um sabor característico, azedo, como o ácido acético do vinagre e o ácido cítrico do limão, laranjas e outros citrinos.
Quanto às bases estas já eram conhecidas dos árabes que as denominavam de al- cali, referindo-se às cinzas de certas plantas que mostravam ter propriedades alcalinas ou básicas: sabor amargo, escorregadias ao tacto, etc.
Há soluções com carácter ácido mais acentuado que outras e há soluções básicas com carácter alcalino mais acentuado que outras. Para diferenciar todas estas soluções, desde as mais ácidas às mais alcalinas, passando pelas neutras, os químicos definem as escala de pH.
A maior parte das soluções tem pH entre 0 e 14.
Quanto maior for o pH de uma solução, mais básica ela é; ao invés, quanto menor o valor de pH duma solução, mais ela é acida.
O pH igual a 7 significa que a solução é neutra. Um pH abaixo de 7 é característico das soluções ácidas. Acima de 7 será uma solução básica.
MATERIAL UTILIZADO Computador SensorLab + SlabPlus Sensor pH Óculos de protecção Copos de precipitação Esguicho CONSUMÍVEIS Água destilada Papel absorvente
Solução de ácido sulfúrico Soda cáustica Amoníaco Sumo de limão Água da torneira Vinagre Sabão Detergente Coca-Cola Limpa vidros Soro fisiológico etc. TRABALHO PRÉ-LABORATORIAL
1. Tenta prever quais das amostras que vais estudar são ácidas básicas ou neutras.
Regista as previsões numa tabela indicando o número da amostra, a designação, o carácter (ácido, básico ou neutro).
Número
da Amostra Designação da Amostra
Carácter
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
FUNDAMENTO
Nesta actividade irás utilizar o SensorLab e o sensor pH, como aparelho medidor de pH.
O sensor pH é utilizado para medir o pH transferindo essa informação para o computador através do Sensorlab.
Medir Registar Lavar/Secar
O sensor pH é constituído pelo eléctrodo de pH e pelo transdutor. O eléctrodo de pH produz uma pequena diferença de potencial que depende do pH da solução onde se encontra mergulhado. O transdutor amplifica essa pequena diferença de potencial e transfere-a para o sensorlab. Por sua vez o sensorlab consegue transformar essa informação (sinal analógico) em informação que o computador consegue processar (sinal digital).
A sonda de pH é um “eléctrodo combinado”, ou seja, um conjunto de dois eléctrodos montados no mesmo suporte. O seu funcionamento baseia-se no facto de se estabelecer uma diferença de potencial entre um dos eléctrodos sensível à presença de iões H3O+ e os referidos iões em solução.
Esta diferença é medida em relação a um eléctrodo de referência cujo potencial não varia com o pH do meio.
PROCEDIMENTOS GERAIS DE SEGURANÇA
1. Evita manipular os reagentes próximo do equipamento informático. Em caso de derrame informar o professor e procede conforme as suas instruções.
2. A utilização de alguns produtos pode implicar riscos. Segue as instruções indicadas nos rótulos dos produtos químicos utilizados.
ARRANQUE DO COMPUTADOR 1. Estabelecer as seguintes ligações:
a) liga o Sensorlab
e o computador à corrente
e) Liga o Computador b) Estabelece Ligação entre
o Sensorlab e o computador
f) Ajustar a posição e a c) Conecta o transdutor de pH luminosidade do ecrã
a um canal do Sensorlab
g) Liga o Sensorlab no d) Conecta o eléctrodo de pH botão do painel traseiro
no transdutor
2. Clica no icon do programa SlabPlus existente na área de trabalho.
INSTRUÇÕES PARA O USO DO SLABPLUS 1. Faz clique no botão do sensor pH existente na Barra de Ferramentas. 2. Na janela de controlo do sensor pH selecciona o canal onde o inseriste. 3. Remove a cápsula de protecção e lava a
extremidade inferior do eléctrodo com água destilada.
CALIBRAÇÃO DO SENSOR DE pH
1. Procede à calibração do sensor. Na Barra de Menus, faz um clique no comando Opções e selecciona a opção Calibração.
2. Surgirá uma janela a pedir para optar entre 1 ou 2 pontos de calibração. Opta pela alternativa mais conveniente e segue as
Nota: Com dois pontos a calibração é mais rigorosa mas requer a utilização de duas soluções de pH conhecido. Com um ponto a calibração será menos rigoroso mas é necessária apenas uma solução pH conhecido
3. Coloca o sensor numa solução de pH conhecido. Segue as instruções de calibração que são indicadas nas janelas que vão aparecendo umas a seguir às outras.
4. No fim da mesma, retira a sonda da solução tampão e lava-a com água destilada e seca com papel absorvente. O sensor pH está pronto a ser usado.
OPÇÕES DE REGISTO DE DADOS
1. Na janela de controlo clica no botão Painel de Controlo...
2. Na janela que se abre poderás tomar algumas opções que irão caracterizar o registo dos teus dados.
a) Indica o nome do
ficheiro onde irás
guardar os resultados Nota: Não Esquecer de incluir a extensão .dat
b) Opta pela forma de
visualização dos resultados. (sugere-se a tabela)
c) Define o intervalo de
amostragem, ou seja, de quanto em quanto tempo o computador regista o valor do pH.
(sugere-se 10 s)
d) Confirma as tuas opções
no botão Ok.
Alternativa 1 - Registo Manual dos Resultados.
REALIZAÇÃO DA EXPERIÊNCIA 1. Coloca uma pequena quantidade da amostra a estudar num copo de precipitação (apenas o suficiente para cobrir a parte inferior do eléctrodo). Na janela de controlo surge os valores de pH da amostra
2. Agita o eléctrodo dentro da solução até que o valor lido na janela de controlo não varie.
3. Regista o valor de pH da amostra.
4. Retira o eléctrodo. Lava com água destilada e seca com papel absorvente.
5. Repete estes passos para as restantes amostras.
Alternativa 2 - Registo Automático dos Resultados.
REALIZAÇÃO DA EXPERIÊNCIA
ATENÇÃO: Lê todo o procedimento e certifica-te que o compreendes antes do início.
1. Coloca uma pequena quantidade da amostra a estudar num copo de precipitação (apenas o suficiente para cobrir a parte inferior do eléctrodo)
Na janela de controlo surge os valores de pH da amostra.
2. Agita o eléctrodo dentro da amostra até que o valor lido na janela de controlo não varie.
3. Clica no botão início e clica sobre a janela de controlo (para a trazer para a frente). Clica imediatamente no botão pausa .
Arrasta as janelas de controlo e a tabela de modo a que fiquem em posições adequadas.
Foi efectuado o 1º registo e, em seguida, uma pausa. A aquisição está agora em espera.
N.º da amostra Valor do pH
4. Lava o eléctrodo com água destilada, seca-o com papel absorvente e introdu-lo num copo contendo outra amostra. Agita até à estabilização do pH.
5. Clica no botão pausa e aguarda um pouco. Quando surgir um novo valor de pH marcado na tabela clica imediatamente no botão pausa .
Foi efectuado um novo registo e uma nova pausa. A aquisição está de novo em espera.
Nº da amostra Valor do pH
6. Repete 6, 7, e 8 para cada uma das amostras a estudar.
REGISTO E ANÁLISE DOS RESULTADOS Alternativa 1: Registo manual dos resultados.
Regista os resultados obtidos numa tabela indicando o número da amostra, a designação, o pH e o carácter (ácido, básico ou neutro).
Número
da Amostra Designação da Amostra pH
Caracter
(A- ácido B- básico N- neutro)
Alternativa 2: Imprimir tabela de resultados do SlabPlus. Poderás agora visualizar e imprimir os ficheiro de resultados: 1. Clica no botão Abrir na barra de Opções Genéricas.
2. Clica sobre o nome do ficheiro que pretendes visualizar e em Abrir. Selecciona o modo Tabela Geral e prime Ok.
FINALIZAÇÃO DA ACTIVIDADE
DESLIGAR O COMPUTADOR
1. Ainda dentro do programa SlabPlus fecha todas as janelas que estão abertas clicando duplamente no botão existente no canto superior direito.
2. Poderás então sair do ambiente Windows como habitualmente, e desligar o computador.
3. Desliga o SensorLab no botão do painel traseiro.
4. Desliga todas as fichas e arrecadar o equipamento nas caixas respectivas.
5. Para arrecadar o eléctrodo de pH:
a) Lavar com água
destilada e secar.
b) colocar um pouco de solução
de armazenamento na capa de protecção. Tapar sem deixar bolhas de ar.
c) Envolver com película aderente.
ELIMINAÇÃO DE RESÍDUOS 1. Eliminar os resíduos através do esgoto. Diluir convenientemente.
QUESTÕES
1. Com base nos teus dados como é que se comparam as tuas previsões com os valores medidos? 2. Qual o produto cujo pH mais te surpreendeu?
DESENVOLVIMENTO
Poderão realizar-se os seguintes trabalhos de desenvolvimento:
TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
Ver o respectivo protocolo
O pH EM ÁGUAS PARA CONSUMO
A partir deste protocolo experimental, planear uma experiência que te permita fazer um estudo comparativo do pH de diversas águas engarrafadas.
Investigar sobre as normas de qualidade de águas no que se refere ao pH.
NOTAS
1. Um lote de 5 a 6 produtos será suficiente para retirar conclusões interessantes.
2. Os alunos poderão ser estimulados a trazer os seus próprios produtos. Neste caso deverão registar convenientemente o seu nome e características e, em particular, os símbolos de segurança e as frases de risco e segurança.
É preferível evitar a utilização de produtos corrosivos (lixívia, ácido para baterias, etc.) que requerem equipamento, normas de segurança e cuidados de eliminação adicionais.
ATENÇÃO: Durante a eliminação de resíduos, as misturas de lixívia ou de produtos de limpeza à base de cloro com ácidos libertam o gás cloro, o que poderá provocar intoxicações.
3. O eléctrodo de pH pode ser guardado de um dia para o outro mergulhado em água da torneira (a água destilada provocaria danos). Para mais tempo arrecadar segundo instruções.
Escola Secundária de Cantanhede
Projecto: Química Analítica - pesquisar, detectar, controlar. P-IV-1564 Apoio: Programa Ciência Viva
