Universidade Federal Rural de PernambucoDepartamento de Morfologia e Fisiologia Animal

Área de Bioquímica e Biofísica

Biofísica

Recife2009

Universidade Federal Rural de PernambucoDepartamento de Morfologia e Fisiologia Animal

Área de Bioquímica e Biofísica

Potencial Hidrogeniônico

Equipe:Gabriela Amaral FalcãoJoão IvensJosé Antônio BezerraJuliete LiraLethícia SouzaRaissa Câmara PessoaRaquel da Silva de Albuquerque

Turma: LB3Professor: Romildo A. Nogueira

Recife2009

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Sumário

1. Introdução...............................................................................................................4

2. Aferição de pH

2.1 Phmetro............................................................................................................6

2.2 Soluções tampão..............................................................................................6

2.3 Calibração........................................................................................................7

2.4 Indicadores ácido-base....................................................................................7

3. Objetivos

3.1Geral..................................................................................................................8

3.2Específicos........................................................................................................8

4. Materiais e métodos................................................................................................9

5. Resultados............................................................................................................10

6. Discussão...................... ......................................................................................11

7. Conclusão.............................................................................................................12

8. Referências ..........................................................................................................13

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1. Introdução

“A Hydrangea macrophylla têm flores rosas ou azuis dependendo do pH do solo. Em solos ácidos as flores são azuis, enquanto em solos alcalinos são cor-de-rosa...” observando este pequeno trecho interessante que mostra a variação das cores das flores em relação ao pH do solo, pergunta-se: o que é pH?

O pH é o símbolo para a grandeza físico-química 'potencial hidrogeniônico'. Essa grandeza indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa. Na água, em temperatura ambiente (25ºC), existe somente um íon de hidrogênio para cada 555 milhões* de moléculas de água. Expressa matematicamente, a concentração de íons de:

[H+]= 1 . 10-7 moles/litro

Se a concentração de hidrogênio aumentar 10 vezes, porexemplo,

[H+]= 1 . 10-6 moles/litro

100 vezes

[H+]= 10-5 moles/litro.

No geral, pH é o log negativo da concentração de íons de hidrogênio. O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Sören Sörensen (1868-1939) com o objetivo de facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas (à época trabalhava no Laboratório Carlsberg, da cervejaria homônima). O "p" vem do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o íon de hidrogênio (H+).

A escala de pH* é uma força convencional de expressar a concentração de íons de hidrogênio refereindo-se, simplismente, a sua potência logarítmica.

É preciso saber o pH de certas substâncias para poder relacionar diversos processos, no nosso caso, principalmente processos biológicos. Muitas enzimas e coenzimas só funcionam num determinado pH, por exemplo.

De acordo com pH, as substâncias podem ser ácidas, básicas ou neutras. A palavra ácido vem do latim acidus e significa “azedo”. Em geral, as soluções aquosas das substâncias classificadas como ácidas apresentam as seguintes propriedades químicas: reagem com certos metais (ferro, zinco, etc.), liberando hidrogênio (H2);

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reagem com bicarbonatos e carbonatos, liberando gás carbônico; neutralizam soluções básicas.A palavra álcali tem origem árabe e significa “cinzas vegetais”. A partir do século XVI, essas substâncias passaram a ser também denominadas bases, que é atualmente o nome mais difundido. Já as soluções aquosas de bases apresentam, geralmente, sensação escorregadia ao tato (cuidado: essas substâncias são corrosivas) e neutralizam ácidos.

Qualitativamente, podemos fazer testes visuais que indicam se os materiais são ácidos ou básicos (alcalinos). A forma mais simples é utilizar substâncias denominadas indicadores de ácido-base, como o extrato de repolho roxo ou indicadores comerciais produzidos por indústrias químicas. Além disso, contamos com equipamentos que fornecem resultados mais precisos, os chamados phmetros.Para isso, eles desenvolveram uma grandeza denominada pH, que fornece medidas em uma escala que varia de 0 a 14. De acordo com essa escala, podemos saber se um material é ácido ou básico (alcalino). Materiais que apresentam pH abaixo de 7 são denominados ácidos, enquanto que materiais com valores de pH acima de 7 são alcalinos.

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2. Aferição do Potencial Hidrogeniônico

2.1Phmetro

O pHmetro ou potenciômetro é um aparelho usado para medição de pH. Constituído basicamente por um eletrodo e um circuito. O aparelho é calibrado (ajustado) de acordo com os valores referenciado em cada soluções de calibração. Para que se conclua o ajuste é então calibrado em dois ou mais pontos. Normalmente utiliza-se tampões de pH 7,000 e 4,005. Uma vez calibrado estará pronto pra uso. A leitura do aparelho é feita em função das leituras de milivolts que o eletrodo gera quando submerso na amostra. Esses milivolts é convertido para uma escala de pH. O aparelho faz essa conversão e tendo como uma escala usual de 0 a 14 pH.

Figura 1: Esquema do funcionamento do potenciômetro

2.2 Soluções tampão

Algumas substâncias ao serem misturadas são capazes de impedir acentuadas variações de pH de uma solução, mesmo quando a ela se adiciona de um ácido ou uma base a solução. Tais soluções são conhecidas como tampões. Em geral, as soluções tampões são formadas por um ácido fraco e um sal deste ácido.

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2.3 Calibração

Os potenciais medidos estão sujeitos a pequenos desvios em relação a valores ideais. Portanto, é necessário calibrá-los com soluções tampão de valores de pH conhecidos, o que fará coincidir a indicação de pH do aparelho com os respectivos eletrodos. Para fins de controle e compensação do desvio, recomenda-se aferí-lo cada vez que for utilizá-lo.

A calibração do equipamento varia de acordo com o modelo do aparelho e com a faixa de pH em que é utilizado. Pode-se usar então soluções tampão pH 6,86 e 4,01 para equipamentos que operam na faixa ácida e soluções pH 6,86 e 9,18 para os de faixa alcalina. Para proceder à calibração, deve-se seguir o manual de instruções do aparelho.

Após a calibração o equipamento deverá apresentar uma faixa de sensibilidade entre 85 e 100%. As soluções tampão utilizadas devem possuir certificado de calibração e anualmente o equipamento deverá ser encaminhado para um laboratório credenciado para ser calibrado.

Nota: Antes da calibração, limpar o eletrodo (lavá-lo com água destilada ou deionizada e enxugar levemente com papel absorvente macio).

2.4 Indicadores ácido-base

Também chamado de indicador de pH ou indicador de neutralização, um indicador ácido-base é uma substância que tem uma determinada cor em meio ácido, apresentando outra em meio base. Existe também o indicador universal, tanto em solução como em papel, que é uma mistura de vários indicadores.

Figura 2: Indicador universal de pH

Exemplos de indicadores ácido-base

Fenolftaleína Indicador azul de tornassol Solução de couve roxa

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Azul de bromotimol/Vermelho de metila3. Objetivos

3.1Geral

Aprender, de maneira prática, como é medido o Ph, potencial hidrogeniônico, que é um parâmetro de medida de acidez, neutralidade ou alcalinidade de qualquer substância com a ajuda do pHmetro que é um aparelho usado para medição de pH.

3.2Específico

Observar o fenômeno de tamponagem e refletir sobre o fato das substâncias ácidas serem capazes de doar prótons e alcalinas receberem prótons. Observar a mudança de coloração da solução na adição de indicadores ácido-base.

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4. Materiais e métodos

Potenciômetro Solução de bicarbonato de sódio Água destilada Papel absorvente Solução tampão pH 4,00 Solução tampão pH neutro 7,00 Indicador Fenolftaleína a 2% Substância sólida esférica não-identificada pela monitora (bolinhas) Becker Proveta

Retirou-se o eletrodo do becker com água destilada e enxugou-se delicadamente; após, colocou-se o eletrodo no recipiente que continha o tampão pH = 7,0. A partir daí, ajustamos o controle de calibração até o valor apresentado no visor do aparelho coincidir com o pH da solução tampão ( pH = 7,0). Lavou-se o eletrodo e enxugou-o  com papel absorvente; repetiu-se a operação, só que desta vez com a solução 4,0.

Após a calibração, foi preparada numa proveta, a solução de bicarbonato de sódio e em seguida, foi mergulhado o eletrodo, observando o no visor o valor 8,6. Para comprovação da solução, utilizou-se o indicador fenolftaleína, que se apresentou inicialmente incolor. Após a adição de uma substância esférica e sólida pela monitora, notou-se um coloração rosada, ao medir o pH da solução após a adição dessas “bolinhas”, verificou-se o pH 12,62.

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5. Resultados

Com base em nosso conhecimento teórico pudemos aferir após o processo de calibração do potenciômetro em pH 7,0 e 4,0 que a solução de bicarbonato de sódio e água destilada é uma solução básica, pois seu pH é igual a 8,6.

A acidez das soluções em materiais é determinada com base na escala de pH. Se o pH for igual a 7,0 será neutro ,se maior que será básico e se menor que será ácido. Após a calibração do potenciômetro e medição do pH da solução de bicarbonato de sódio e água destilada foi utilizado um indicador o fenolftaleína,na qual atua em diferentes faixas de acidez, apresentando diferentes cores, nesse caso era para ter apresentado uma coloração rosada, já que o indicador fenolftaleína em meio acido e em meio neutro é incolor e em meio básico, tons rosados. Isto não aconteceu, a solução ficou incolor e só após a adição de uma substância básica desconhecida é que se atingiu a coloração correta (carmin). Segue a tabela com resultados

Substância pH Na presença de Fenolftaleína

Bicarbonato de sódio 8,6 incolorBicarbonato de sódio + substância desconhecida

12,62 Carmin (rosa avermelhado)

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6. Discussão

O que pode ter ocorrido é que a solução de bicarbonato de sódio e água destilada tenha se transformado em uma solução tampão.

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7. Conclusão

Conclui-se que esta prática foi de suma importância para obtenção de conhecimentos específicos com relação à calibração do potenciômetro, ao uso de soluções tampão e de indicadores ácido-base. Ainda resta a dúvida de identificar qual era a substância esférica sólida que a monitora adicionou a solução que, por ser mais básica (uma certeza), aumentou seu pH.

Por fim, o potenciômetro e o eletrodo utilizado estavam em boa condição de uso, já que oscilaram pouco durante a prática e o tempo de resposta fora imediato (1 segundo).

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8. Referências

ATKINS, P. PRINCÍPIOS DE QUÍMICA – QUESTIONANDO A VIDA MODERNA E O MEIO AMBIENTE, BOOKMAN, Porto Alegre: 2001.

Universidade Federal Rural de Pernambuco <www.aulasdebiofisica.hpg.com.br> (ONLINE) acessado em 05 de junho de 2009

pH, o potencial hidrogeniônico < www.johnkyrk.com/pH.pt.html> (ONLINE)

acessado dia 07 de junho de 2009

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