ESTUDO DA SOLUBILIDADE DOS COMPOSTOS NA DETERMINAÇÃO DE ÁLCOOL NA GASOLINA.

ESTUDO DA SOLUBILIDADE DOS COMPOSTOS NA DETERMINAÇÃO DE ÁLCOOL NA GASOLINA.

por

ANTÔNIO RICARDO D’ARAUJO AMÂNCIO OLIVEIRA

Salvador-Ba, Brasil

2013

Resumo

No quotidiano muitos produtos contém substâncias ácidas e básicas. Por meio de práticas de medição de potencial de hidrogênio e do conhecimento das propriedades e características destas funções químicas é possível estabelecer o comportamento de substância em variadas soluções ainda que desconhecidas. Indicadores ácido-base como fenolftaleína, azul de bromotimol e alaranjado de metila auxiliam a percepção qualitativa das referidas caraterísticas alterando a cor da solução. Através de processos de mistura de soluções é possível reconhecer aspectos, perceptíveis aos cinco sentidos humanos, de ocorrência de uma dada reação química. Alguns destes aspectos são mudança de temperatura, mudança de coloração, liberação de gases, formação de precipitado entre outros. Esta obra tem por finalidade publicar os resultados obtidos a partir de experimento que permitiram aos autores identificar acidez e basicidade de soluções com indicadores ácido-base, analisar ação de ácidos fortes sobre bases, metais e carbono e medir de potencial hidrogeniônico de soluções.

Palavras chave: Indicadores ácido-base. Reações químicas. Ácidos. Bases.

Sumário

1. Introdução 5

2. Fundamentação teórica 6

3. Objetivo 14

4. Parte experimental 15

4.1 Materiais e reagentes 15

4.2 Procedimento experimental 16

5. Resultados 21

6. Discussão 23

7. Conclusão 26

8. Referencias Bibliográficas 27

1. Introdução

As propriedades características dos ácidos e bases vem sendo estudadas ha séculos por diversos cientistas das mais variadas nacionalidades. Ácidos apresentam sabor azedo, reagem com metais como o ferro e o zinco, por exemplo, liberando o gás hidrogênio (H2).

Por outro lado, as bases apresentam sabor adstringente. Quando ácidos e bases reagem em proporções equivalentes, as características acidas e básicas desaparecem para formar uma nova substancia, o sal.

Essas funções químicas estão presentes em muitos produtos do nosso quotidiano como sucos, temperos, produtos de higiene e limpeza, alimentos. As propriedades destas substâncias bem como sua existência ou predominância em determinado meio podem ser determinado por meio de indicadores.

O potencial hidrogeniônico tem sido, usualmente, usado para definir se uma substância é ácida, neutra ou básica. O papel dos indicadores consiste em permitir a identificação dessa propriedade das substâncias, por variados meios (variação de cor, corrente e tensão elétricos) e a constatação da função química da substância em análise.

Cada função química apresenta um comportamento e propriedades particulares que podem ser constadas ou estudadas a partir de reações entre elas e observação dos produtos ou resultados obtidos.

No decorrer deste relatório serão apresentados os resultados de alguns procedimentos práticos que permitem não só a visualização das referidas propriedades como entender o uso de indicadores ácido-base, mesmo em produtos de uso quotidiano em que as funções químicas inorgânicas estão presentes.

2. Fundamentação teórica

Ácidos e bases são duas funções químicas, que possuem características definidas e opostas. Cotidianamente, algumas substâncias apresentam sabor azedo, e outras o sabor adstringente. O sabor azedo caracteriza os ácidos, e o sabor adstringente as bases. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Entretanto, esse método de identificação de grupos funcionais não é recomendado, pois nem todas as substâncias podem ser colocadas na boca ou ingeridas, sem apresentar danos físicos ao indivíduo. Ao longo do tempo, químicos se dedicaram a formular definições e métodos de classificação para os ácidos e bases. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Inicialmente, em 1887, o químico sueco Svante Arrhenius, fundamentado em experiências de condutividade elétrica, propôs que ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ como único cátion (o ânion varia de ácido para ácido). E base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion (o cátion varia de base para base). (PERUZZO, CANTO, 2007)

Assim, Arrhenius tinha como responsável pelo sabor azedo dos ácidos, o íon H+. E da mesma forma, o íon OH- como responsável pelo sabor adstringente das bases. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Após isso, e independentemente, o dinamarquês Jogannes Nicolaus Brönsted e o inglês Thomas Martin Lowry propuseram outra teoria ácido base, comumente conhecida com Teoria Brönsted-Lowry. Segundo a referida teoria, um ácido é a espécie química que doa prótons. E uma base, é a espécie química receptora de prótons. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Já o americano Gilbert Newton Lewis, apresentou uma teoria que introduzia um conceito novo e mais abrangente, não necessariamente invalidando a teoria de Brönsted-Lowry. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Lewis afirmou que um ácido é um receptor de um par de elétrons, e uma base uma doadora de um par de elétrons. Os ácidos podem ser divididos em dois grupos: os que não possuem oxigênio (hidrácidos) e os que possuem (oxiácidos). (PERUZZO, CANTO, 2007)

Embora a teoria de Arrhenius tenha sido a menos abrangente das apresentadas e só seja válida para meio aquoso, a partir dos estudos deste cientista é que surgiu a ideia de mensurar o grau de ionização, equação 1 , de diferentes substâncias em determinados solventes.

Fonte: USBECO, 2002.

Estes estudos permitiram subclassificações dentro das funções químicas citadas quanto a força: α > 50 corresponde a um ácido ou base forte; 5 ≤ α ≤ 50 corresponde a um ácido ou base moderado; α < 5 corresponde a um ácido ou base fraco. Um ácido ou uma base é mais forte quanto maior é o seu potencial de ionização. (USBERCO,2002)

O químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Soresen, em 1909, criou o conceito de pH. A ideia inicial dele era trabalhar apenas com expoente de 10 e com o valor positivo, já que os valores da acidez de um meio aquoso por meio da H+ eram geralmente potências negativas de 10. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Assim, ele definiu que o potencial hidrogeniônico (pH) de uma solução: pH = -log[H+]. E o potencial hidroxiliônico (pOH) de uma solução: pOH = -log[OH-]. Na água, ocorre o processo de equilíbrio de auto ionização, que a 25ºC, equivale a 1,0 . 10-14. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Na expressão de produto iônico da água, e aplicando log a ambos os membros, encontra-se pH + pOH = 14. A faixa de classificação do pH e do pOH vai de 0 a 14. Nas soluções, quanto maior for o H+, menor o OH-, e vice-versa. A classificação do meio pode ser feita com base no pH e no pOH de acordo com a Tabela 1.

Tabela 1 - A classificação de um meio com base no pH e no pOH

Meio: pH pOH

Neutro 7 7

Ácido <7 >7

Básico >7 <7

Fonte: PERUZZO, CANTO, 2007

Reação química é um processo em que novas substâncias são formadas a partir de outras [PERUZZO, CANTO, 2007]. Se uma ou mais substâncias que estão inicialmente num estado num sistema, modificam-se em uma ou mais substâncias diferentes, no estado final, caracteriza-se uma reação ou transformação química cuja representação gráfica se encontra na Figura 2.

Figura 2 - representação gráfica de uma reação química

Fonte: Usberco, 2002

Quando são misturadas as soluções aquosas de uma base e um ácido, de forma que seja formada água, ocorre à chamada reação de neutralização. Os íons H+ e OH- se transformam em água, de forma que permanecem em solução apenas os íons que antes formavam o ácido e a base, unidos. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Se após a mistura das soluções, a água for completamente evaporada, restará no fundo apenas o composto formado pelos íons citados. Esse composto pertence ao grupo de substâncias químicas chamadas de sais. Um sal pode ser definido como um composto iônico que contém cátion proveniente de uma base, e ânion proveniente de um ácido (PERUZZO, CANTO, 2007).

Óxido, é todo composto químico formado pelo oxigênio e outro elemento que não seja o flúor (já que o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio). Um óxido pode ser molecular ou iônico. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Visto que o oxigênio é um não-metal, para que o óxido seja molecular, é necessário apenas que ele esteja combinado com um outro não-metal (unindo-se por ligação covalente). Já para o óxido ser iônico, é necessário que o oxigênio esteja combinado com um metal (unindo-se por ligação iônica). (PERUZZO, CANTO, 2007)

As substâncias que estão no estado inicial do sistema, são chamadas de reagentes, e as que estão no estado final, produtos. As reações químicas inorgânicas podem ser classificadas em quatro importantes tipos: adição ou síntese, análise ou decomposição, simples troca e dupla troca. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Elas são classificadas como de adição, quando ocorre entre dois reagentes, gerando um produto. Quando a reação ocorre com apenas um reagente que sofre um processo gerando dois produtos, a reação é dita de decomposição. (PERUZZO, CANTO, 2007)

O terceiro tipo envolve dois reagentes e dois produtos. Um dos reagentes é uma substância simples e o outro uma substância composta, assim como nos produtos. A reação é chamada de simples troca, pois existe o deslocamento de um elemento da substância composta pela substância simples. Por isso o nome simples troca, já que há a troca de posições entre a substância reagente simples e um elemento da substância reagente composta. (PERUZZO, CANTO, 2007)

O quarto tipo de reação, a de dupla troca, também possui dois reagentes e dois produtos.

Os dois reagentes são substâncias compostas. A reação é dita de dupla troca, porque as duas substâncias “trocam” de posição entre si de modo que o cátion do primeiro reagente se une ao ânion do segundo e o cátion deste ao ânion do primeiro.

De forma resumida, as equações químicas que representariam as reações são mostrados na Figura 3:

Figura 3 – Resumo das classificações de reações químicas

Reação de Adição: A + B  C;

Reação de Decomposição: C  A + B;

Reação de Simples troca: AB + C BC + A;

Reação de Dupla troca: AB + CD  AC + BD.

Fonte: Autoria própria

Em química, para analisar o calor liberado ou absorvido por um sistema a pressão constante, foi desenvolvido o conceito da grandeza entalpia, simbolizada pela letra H. A entalpia de um sistema é a grandeza (expressa em unidade de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema que poderia ser transformada em calor em um processo a pressão constante. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Quando ocorre um processo endotérmico a pressão constante, esse sistema absorve calor, aumentando a entalpia. Assim, a variação de entalpia ∆H, será positiva, por conta da entrada de energia no sistema em questão. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Já quando ocorre um processo exotérmico, acontece a liberação de calor para o ambiente. Dessa forma, a variação de entalpia ∆H é negativa, já que a energia sai do sistema. Portanto, ao analisar a variação de entalpia de uma reação, é possível saber facilmente se se trata de um processo endotérmico ou exotérmico. Se a variação for maior do que zero, endotérmico. No caso contrário, exotérmico. (PERUZZO, CANTO, 2007)

Atualmente, existem equipamentos como analisadores, que são capazes de determinar concentrações das mais variadas substâncias bem como informar se uma reação se processou e que porcentagem deo regente se converteu em produto.

Mas, nem sempre tais equipamentos são acessíveis, especialmente pela alta tecnologia que demandam bem como seu elevado preço. Existem alguns meios de se perceber, macroscopicamente, usando os cinco sentidos humanos, a ocorrência de rações químicas. (SANTOS, 2013)

Dentre as formas mais comuns de manifestação estão: mudança de coloração ao misturar os reagentes, variação de temperatura (de acordo com a entalpia da mesma), liberação de gases (perceptível pelo olfato ou pela formação de bolhas em uma solução líquida na qual se processa a reação) e formação de precipitado. (SANTOS, 2013)

Ácidos e bases, orgânicos ou não, são usados na confecção de diversos produtos de gênero alimentício e higiene como vinagre, café, sabão e creme dental. O vinagre contém ácido acético, que consiste em um grupo carboxila ligado a três hidrogênios, em abundância. O referido ácido reage com água liberando íons H+ formando H3O+.

“O café possui apenas 1 a 2,5 % de cafeína e diversas outras substâncias em maior quantidade. E estas outras substâncias podem até ser mais importantes do que a cafeína para o organismo humano”. (http://www.abic.com.br)

“A cafeína ou 1,3,7 trimetilxantina (C8H10N4O2) que é um alcalóide encontrado em mais de 60 espécies de plantas. Junto com a cafeína, poderão estar presentes a celulose, pigmentos, clorofilas e taninos”.

“Taninos são compostos fenólicos de elevada massa molar que apresentam determinadas propriedades em comum. O termo alcalóides é utilizado para designar uma classe de substâncias que apresentam caráter alcalino”. (FRANCHETTI,2012)

“A propriedade básica dos alcalóides é proveniente do par de elétrons livres sobre os átomos de nitrogênio. Dessa forma, o caráter básico do nitrogênio pode ser utilizado para aumentar ou diminuir a solubilidade da cafeína em água. Por exemplo, em meio ácido, forma-se o sal do ácido conjugado da cafeína, elevando-se a sua solubilidade em água”. (FRANCHETTI,2012)

“O grão de café (café verde) possui além de uma grande variedade de minerais como potássio (K), magnésio (Mg), cálcio (Ca), sódio (Na), ferro (Fe), manganês (Mn), rubídio (Rb), zinco (Zn), Cobre (Cu), estrôncio (Sr), cromo (Cr), vanádio (V), bário (Ba), níquel (Ni), cobalto (Co), chumbo (Pb), molibdênio (Mo), titânio (Ti) e cádmio (Cd); aminoácidos como alanina, arginina, asparagina, cisteína, ácido glutâmico, glicina, histidina, isoleucina, lisina,metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, tirosina, valina; lipídeos como triglicerídeos e ácidos graxos livres , açúcares como sucrose, glicose, frutose, arabinose, galactose, maltose e polissacarídeos”. (http://www.abic.com.br)

“Adicionalmente o café também possui uma vitamina do complexo B, a niacina (vitamina B3 , PP ou "Pelagra Preventing" do inglês) e, em maior quantidade que todos os demais componentes, os ácidos clorogênicos, na proporção de 7 a 10%, isto é, 3 a 5 vezes mais que a cafeína”. (http://www.abic.com.br)

“Barras de sabão são fabricadas a partir de óleos vegetais, gorduras animais, pois são ricos em triglicerídeos; fragrância; corante dentre outros ingredientes que variam a textura e características físicas do produto final. Na Figura 4 está exemplificado um processo de produção de sabão em barra em cinco etapas”. (OLIVEIRA, 2013)

Figura 4 - Processo de produção de sabão em barra

Fonte: OLIVEIRA,2013

“Conforme a Figura 4 a primeira etapa do processo consiste em uma pressurização dos triglicerídeos que se decompõem em ácidos carboxílicos e glicerina (1) que é um sub produto do processo que é recuperado por tratamento químico, evaporação e refino para ser vendida a industrias de gênero cosmético e alimentício”. (OLIVEIRA, 2013)

“Juntamente com os triglicerídeos são inseridos álcalis (NaOH ou KOH) que fazem parte de uma reação de neutralização dos ácidos carboxílicos gerando sabão e água. Essa mistura 8 segue para uma etapa de secagem (2) da qual resultam bolas (não bolhas) de sabão”. (OLIVEIRA, 2013)

“As referidas bolas seguem para um misturador no qual são misturadas a ingredientes variados que darão textura, fragrância e cor ao sabão (3). A nova mistura segue para um homogeneizador (4) e é passada por um orifício forçadamente para ficar com formato alongado (extrudida), cortada, marcada na ultima etapa (5) da qual o sabão em barra já está pronto para ser embalado e comercializado”. (OLIVEIRA, 2013)

Cremes dentais apresentam componentes específicos para desempenhar funções especificas de limpeza e proteção oral como: “lauril sulfato de sódio (responsável pela formação da espuma ao escovarmos os dentes e possui ação detergente), carbonato de cálcio (substância abrasiva, age durante a escovação aumentando o atrito com os dentes), NaHCO3 (antiácido e regula o pH do meio, é classificado como abrasivo), fluoreto de sódio (agente terapêutico, mais conhecido como flúor. esse componente reage com o fosfato de cálcio presente nos dentes para formar fluoropatita), sorbitol (edulcorante, essa substância é responsável pelo sabor doce da nossa pasta dental), flavorizantes (agentes responsáveis pelo sabor que promove um efeito refrescante), água e álcool etílico (solventes responsáveis pela dissolução dos ingredientes, formando a pasta homogênea), glicerina (umectante, a pasta dentro do tubo não resseca em virtude da presença da glicerina)”. (http://www.mundoeducacao.com.br)

3. Objetivo

O objetivo principal da prática realizada é permitir aos alunos: “caracterizar, através de experimentos, a variação das propriedades ácido-básicas e propriedades oxidantes e redutoras de elementos de um período da tabela periódica; estudar a polaridade das moléculas de solventes e solutos; estudar a influência da polaridade das moléculas na solubilidade em diferentes solventes; aplicar o conhecimento de solubilidade para determinar a quantidade de álcool em gasolina”. (COSTA, 2013)

4. Parte experimental

A aula laboratorial de estudos da solubilidade dos compostos na determinação de gasolina em água os alunos realização duas etapas. Na primeira eles dissolveram em água, etanol e ciclohexano: água, etanol, ciclohexano, óleo, cloreto de sódio e gasolina em recipientes distintos para observar se a mistura formada foi homogênea ou heterogênea.

Na segunda parte os alunos fizeram, com o professor, um teste para determinação de álcool em gasolina, aprendendo a identificar se o combustível foi adulterado ou não.

4.1 Materiais e reagentes

Para realizar as práticas propostas no item anterior e cumprir com o objetivo das mesmas foram necessários os materiais e reagentes indicados na Tabela x.

Tabela x – Materiais e reagentes usados na prática

Descrição Quantidade

Tubo de ensaio 12 unid.

H2O (DESTILADA) 10 ml

Etanol 10 ml

Ciclohexano 10 ml

Óleo 6 gotas

Fenolftaleína 08 gotas

NaCl(s) 3 porções pequenos

Gasolina 56 ml

Proveta de 100ml 1

Solução de cloreto de sódio 50ml

Grade de tubos de ensaio 1

Par de luvas plásticas 2

Fonte: Autoria própria

4.2 Procedimento experimental

Na primeira parte da aula prática, relacionada a solubilidade de compostos os alunos enumeraram os 12 tubos de ensaio, e inseriram os solutos e solventes conforme a Tabela x obedecendo o procedimento do fluxograma da Figura x.

Tabela x – mistura de reagentes nos tubos de ensaio

SOLUTO SOLVENTES

ÁGUA ETANOL CICLOHEXANO

ÁGUA

ETANOL TUBO 1

CICLOHEXANO TUBO 2 TUBO 6

ÓLEO TUBO 3 TUBO 7 TUBO 10

CLORETO DE SÓDIO TUBO 4 TUBO 8 TUBO 11

GASOLINA TUBO 5 TUBO 9 TUBO 12

Fonte: COSTA, 2013

Figura 5 – Fluxograma de procedimento experimental indicadores de ácido-base

Fonte: Autoria própria

A mistura dos reagentes foi executada sobre a bancada de atividades e os alunos observaram a mistura dos reagentes em cada tubo e anotaram os resultados.

Na segunda parte da aula prática os alunos usaram uma proveta de 100 ml com tampa

Os tubos foram numerados contendo assim: tubo-01 (HCl + Cu(metálico)), tubo-02 (HCl + Zn(metálico)), tubo-03 (HCl + Na2CO3), tubo-05 (HNO3 + Cu(metálico)), tubo-06 (HNO3 + Zn(metálico)), tubo-07 (HNO3 + Na2CO3) e tubo-08 (HNO3 + NaOH) e observada a reação conforme a Figura 9. O HNO3 utilizado nas misturas com Cu e NaOH nos tubos 05 e 08 respectivamente, era de 6 molar.

Figura 9 – Fluxograma de procedimento experimental reação de ácidos fortes à reagentes

Fonte: Autoria própria

Na terceira parte da aula prática, foi medida pelo professor orientador o pH de 4 soluções, são elas: vinagre, pasta de dente, sabonete e café. Com uma pinça o professor pegou um papel medidor de pH, conforme fluxograma da Figura 11, e colocando em contato com cada solução comparou a coloração encontrada à do quite, conforme Figura 10.

Figura 10 – Papel medidor de pH e escala de pH

Fonte: http://impressooffset.blogspot.com.br/2011/07/ph-e-condutividade.html

Figura 11 – Fluxogramas dos procedimentos da terceira parte da prática

Fonte: Autoria própria

Ao término dos procedimentos experimentais os dados a cerca dos resultados obtidos foram anotados para análise posterior, todas as soluções foram descartadas e todos os tubos de ensaio usados foram limpos.

5. Resultados

Na primeira parte do experimento as soluções dos tubos que continham a fenolftaleína como indicador ácido-base e um ácido (clorídrico ou nítrico) ficaram incolores. Com base no comportamento do indicador usado (Figuras 6, 7 e 8) pode-se afirmar que o potencial hidrogeniônico dos referidos compostos é alto.

As soluções dos tubos que continham alaranjado de metila como indicador ácido-base e um ácido (clorídrico ou nítrico) apresentaram um tom avermelhado Com base no comportamento do indicador usado (Figuras 6, 7 e 8) foi possível constatar que o potencial hidrogeniônico dos referidos compostos é alto.

As soluções dos tubos que continham azul de bromotimol como indicador ácido-base e um ácido (clorídrico ou nítrico) apresentaram coloração amarela intensa. Com base no comportamento do indicador usado (Figuras 5,6 e 7) foi possível constatar que o potencial hidrogeniônico dos referidos compostos é alto.

Nos tubos que continham os ácidos citados a intensidade das cores obtidas no uso de cada indicador eram idênticas.

No tubo que continha hidróxido de sódio e fenolftaleína foi observada uma tonalidade carmim ou roxa, o que indica um potencial hidrogeniônico entre baixo. O que significa, por outro lado, um grande potencial hidroxiliônico revelando uma base forte.

No tubo que continha hidróxido de sódio e alaranjado de metila foi observada uma cor próxima de amarelo claro, o que indica um potencial hidrogeniônico baixo. O que significa que se trata de uma substância básica, segundo o comportamento do indicador..

No tubo que continha hidróxido de sódio e azul de bromotimol foi observada uma cor próxima de azul, o que indica um potencial hidrogeniônico maior que 7,5. O que, de acordo com o comportamento do indicador, significa que se trata de uma substância básica.

Na segunda parte dos experimentos os tubos que continham cobre ou zinco metálicos em uma solução de ácido clorídrico (0,5mol/L) não foi observada reação alguma exceto a corrosão das partes oxidadas das placas metálicas indicando a ocorrência das reações: 〖Cu〗_2 O+2HCl→2CuCl+H_2 O e ZnO+2HCl→Zn〖Cl〗_2+ H_2 O.

O ácido clorídrico reagiu intensamente, pois houve elevação de nível e intenso borbulhe devido a liberação de dióxido de carbono, com o carbonato de sódio de acordo com a equação da reação 〖Na〗_2 〖CO〗_3+2HCl→ 2NaCl + CO2 + H2O.

Nos tubos que continham ácido nítrico e cobre ou zinco metálicos houve: a corrosão das partes oxidadas das placas metálicas indicando a ocorrência das reações: 〖Cu〗_2 O+2HNO_3→2CuNO_3+H_2 O e ZnO+2HNO_3→〖Zn(〖NO〗_3)〗_2+ H_2 O; liberação de gases, caracterizada pela lenta formação de bolhas. No recipiente em que havia cobre com ácido a 6mol/L a coloração da solução ficou azulada o que indicou o processamento das reações: 〖2Cu〗_((s))+2HNO_3→ 2CuNO_3+ H_2 e 〖2Zn〗_((s))+2HNO_3→ 2ZnNO_3+ H_2 .

O ácido nítrico reagiu mais intensamente que o clorídrico, com maior houve elevação de nível e intenso borbulhe devido a liberação de dióxido de carbono, com o carbonato de sódio de acordo com a equação da reação: 〖Na〗_2 〖CO〗_3+2HNO_3→2NaNO_3 + CO_2 + H_2 O.

Na reação entre o ácido nítrico (6mol/L) e o hidróxido de sódio foi notado um aumento de temperatura da solução o que indicava o processamento da reação: NaOH+HNO_3→NaNO_3+H_2 O .

Na terceira parte da prática os resultados obtidos mergulhando o papel indicador de ph em uma solução aquosa com cada um dos elementos da descritos no tópico anterior foram organizados na Tabela 3.

Tabela 3 – valores de potencial hidrogeniônico de solução aquosa contendo os elementos da Tabela x.

Reagentes Ph Medido

Creme dental 8,5

Café 5

Sabão 10

Vinagre 2,9

Fonte: Autoria própria

6. Discussão

Na primeira parte do experimento as soluções dos tubos que continham indicadores ácido-base e um ácido (clorídrico ou nítrico), mesmo que sem uma precisão quantitativa, qualitativamente permitiram identificar que os ácidos nítrico e clorídrico possuem alto potencial hidrogeniônico.

Esse resultado prova que os ácidos usados na prática podem considerados fortes por possuírem grau de ionização elevado (maior que 50%/). Como ambos foram usados a uma mesma concentração (0,5mol/L) em cada solução o pH de ambos, considerando o potencial de ionização como 100% e calculando a relação através da equação x, seria de aproximadamente 0,301.

As soluções de hidróxido de sódio (0,5mol/L) com cada um dos indicadores sempre resultou em cores intensas e características de bases. Este fato comprova que a referida solução era uma base e possui um grau de ionização baixo ou nulo mesmo que sem uma precisão quantitativa.

Em cada solução o pOH, considerando o potencial de ionização da hidroxila como 100% e calculando a relação através da equação x, seria de aproximadamente 0,301. Por meio da equação x, pode-se observar que o pH (13,698) da solução corresponde ao de uma base forte.

Na segunda parte do experimento, só foi observada a ocorrência de uma reação de dupla troca entre o ácido clorídrico e os óxidos das placas de metal que se encontravam na superfície das mesmas formando água e sais inorgânicos (cloreto de cobre e cloreto de zinco).

Na reação entre o ácido nítrico e os metais (cobre e zinco) foi possível constatar: a ocorrência de uma reação de dupla troca entre o ácido nítrico e os óxidos das placas de metal que se encontravam na superfície das mesmas formando água e sais inorgânicos (nitrato de cobre e nitrato de zinco); a ocorrência de reações de simples troca na qual o metal deslocava o ânion nitrato (formando nitrato de cobre e nitrato de zinco) e acarretando a liberação de hidrogênio gasoso.

O carbonato de sódio reagiu com ambos os ácidos de modo que o metal alcalino deslocava o hidrogênio do ácido e este se combinava ao ânion de carbonato para sintetizar água e dióxido de carbono. A liberação deste foi mais intensa na reação com o ácido nítrico possivelmente devido a algum erro na dosagem dos reagentes.

A reação entre um ácido forte (ácido nítrico) e uma base forte (hidróxido de sódio) gerou, em um processo exotérmico, um sal inorgânico solúvel em água e água. Esse processo de reação entre um ácido e uma base formando sal e água, conforme explanado no tópico de fundamentação teórica, caracteriza uma reação de neutralização.

O que evidencia a ocorrência de uma reação de dupla troca na qual o ânion da base desloca o ânion do ácido se combinando com o cátion deste e o cátion da base se combina ao ânion do ácido.

Na terceira parte da prática o ph medido em cada substância do quotidiano ficou dentro do esperado para cada produto testado.

Para o teste com vinagre era esperado o ph de um ácido, pois o ácido acético reage com a água conforme mostra a Figura 12, e o obtido foi 2,9 o que revela um alto potencial hidrogeniônico e caracteriza o comportamento de um ácido.

Figura 12 – Reação do ácido acético com água

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/acido-acetico/

Apesar das propriedades alcalinas do alcaloides, o pH do café (cinco) não é característico de uma base e sim de um ácido. Isso corre porque o componente mais abundante da referida substância, segundo a ABIC, não é a cafeína, mas os ácidos clorogênicos, que atingem uma contração de três a cinco vezes maior que a da cafeína (7 a 10%). (http://www.abic.com.br)

Como o sabão é resultado basicamente do processamento de ácidos carboxílicos com álcalis, bases fortes como NaOH e KOH no qual é garantido um pH mínimo de 9, é esperado que o pH seja , de fato, alcalino conforme o mensurado (dez).

Um dos agentes comuns aos cremes dentais, e talvez o mais abundante, é o fluoreto de sódio, um haleto alcalino proveniente do ácido fluorídrico e provavelmente é o principal responsável pelo pH, juntamente com o carbonato de cálcio, do referido produto ser próximo de oito e meio.

7. Conclusão

Indicadores de potencial hidrogeniônico como: fenolftaleína, azul de bromotimol, alaranjado de metila ou ainda papeis de medição de pH são eficientes para uma análise qualitativa do potencial de hidrogênio de substâncias, mas não proporcionam meios de aferir o valor exato dessa grandeza para fins de análise quantitativa.

O comportamento de cada indicador citado varia a coloração da solução de forma especifica de modo que uma solução com alto potencial hidrogeniônico (acidez predominante) faz o indicador tender para uma cor padrão ou conhecida e uma solução com alto potencial hidroxiliônico (basicidade predominante) faz o indicador tender para uma cor padrão ou conhecida distinta da anterior.

Ácidos reagem: com óxidos de metais, por meio de uma reação de dupla troca, formando um sal do metal e água; com metais, por meio de reações de simples troca nas quais, geralmente, ocorre liberação dos hidrogênios ionizáveis na forma de gás; com bases formando sal e água, geralmente, por meio de uma reação de dupla troca e exotérmica.

Ácidos e bases, orgânicos ou inorgânicos, fazem parte de muitos utensílios da vida quotidiana como creme dental, café, vinagre, e sabão. A existência ou predominância de um deles no produto varia conforme as propriedades e aplicações desejadas, porém a presença de alguma das propriedades destas funções químicas (pH, pOH, sabor, condutividade em meio aquoso) pode ser visualizada através de indicadores ácido-base.

8. Referencias Bibliográficas

USBERCO, João; Química — volume único / João Usberco, Edgard Salvador. — 5. ed.reform. — São Paulo: Saraiva, 2002.

SANTOS, Iran Talis Viana; Reações químicas / Iran Talis Viana Santos; Salvador: UNIFACS, 2013.

COSTA, Ronaldo; Manual de laboratório química geral cursos: engenharias -1ª versão / Ronaldo Costa, Iran Talis, Leila Aguilera, Luciana Menezes, Selmo Almeida, Samuel Macedo, Viviana Maria, Viviana Oliveira, Claudio Brasil, Maurício de Almeida, Alexandre Machado, Maria Luiza; Salvaador: UNIFACS, 2013.

PERUZZO, Fracisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química: na abordagem do cotidiano. 3ª ed. São Paulo: Moderna, 2007.

FRANCHETTI, Sandra Mara Martins, MARCONATO, José Carlos, EXPERIMENTOS DE QUÍMICA ORGÂNCIA, Depto de Bioquímica e Microbiologia – IB – UNESP Rio Claro – São Paulo, 2012.

SOUZA, Líria Alves de, Composição das pastas dentais, disponível em http://www.mundoeducacao.com.br acessado em 17 de maio de 2013

Autor desconhecido, Café e composição química, disponível em http://www.abic.com.br acessado em 17 de maio de 2013

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