Solução tampão

Funcionamento de uma solução-tampão

Titulação ácido forte-base fraca HCl e Na2CO3

START

Filipa Gonçalves nº 7 ; Íris Coelho nº 21 ; Íris Fraga nº 14 ; Mariana Serra nº17

Índice

Cálculos

Resultados

Conclusão

Introdução

Bibliografia

Material

Reagentes

Procedimento

Perigos

Introdução

Uma titulação é uma reação de neutralização entre um ácido e uma base e origina água e um sal. A equação que traduz esta reação é a seguinte: Ácido + Base -----> Sal + Água Esta reação é uma técnica de análise quantitativa que consiste na determinação da concentração de uma solução, o titulado, através da sua reação com outra solução de concentração conhecida, o titulante.

Introdução

A presente atividade experimental consiste na determinação da concentração de uma solução de Na2CO3 através da titulação de uma base fraca com um ácido forte (HCI). Há efeito tampão quando, antes do ponto de equivalência, as adições de titulante provocam apenas pequenas variações de pH.

O ponto de equivalência deteta-se quando se adiciona pequenas quantidades de titulante ao titulado e a reação entre as soluções está completa. Este ponto é detetado pela variação brusca de uma propriedade física ou química do titulado. Esta atividade laboratorial desenvolve-se a partir das seguintes questões-problema:

• Como simular o efeito-tampão face a variações de pH?
• Como funciona um sistema-tampão?

Introdução

Materiais

• Suporte de buretas;
• Agitador magnético;
• Placa de agitação magnética;
• Pompete;
• Espátula;

• Medidor de pH;
• Bureta de 50mL;
• Funil de vidro;
• Gobelés de vidro de 250mL;
• Pipeta volumétrica de 10mL;
• Conta gotas.

Reagentes

• Solução padrão de HCl;
• Solução aquosa de Na2CO3;
• Água destilada;

Perigos e Precauções

O HCl é corrosivo e reage violentamente com bases fortes, quando em contacto com metais liberta hidrogénio, podendo formar misturas explosivas com o ar. Provoca queimaduras graves e dolorosas em contacto com a pele, olhos e mucosas. A inalação destes vapores provoca tosse, sufocação, irritação respiratória, em casos extremos pode provocar edema pulmonar e colapso cardiovascular. A sua ingestão provoca queimaduras . O carbonato de sódio é irritante.

Procedimento

Medimos, para um copo, previamente preparado, 10,00 ml da solução de carbonato de sódio e cerca de 20 ml de água destilada medida com proveta.

Preparamos um medidor ou um sensor de pH para efetuar a medição e o registo dos valores do pH ao longo da titulação.

Procedimento

Preparamos uma bureta com a solução-padrão de HCI.Tendo o cuidado de a lavar previamente com água destilada.

Introduzimos na solução do titulado um sensor de pH e o agitador magnético, tendo cuidado para que o sensor não bata nas laterais do gobelé e no sensor.

Procedimento

Abrimos a torneira da bureta deixando cair o titulante gota a gota com fluxo constante sobre o titulado.

Procedimento

Utilizamos um dispositivo da PASCO que permitiu fazer a ligação do sensor de pH ao programa do computador que permite a recolha de dados de pH e da temperatura no decorrer da titulação, o que nos permite obter a curva de titulação.

Resultados

Zonas tampão: 1ª zona tampão: De pH=12 a pH= 9.5; Espécies responsáveis: HCO3-/CO32- 2ª zona tampão: De pH=8 a pH=6.5; Espécies responsáveis: H2CO3/HCO3- 3ª zona tampão: De pH 5.5 a 3.5

Cálculos

Dissociação do sal: Na2CO3(aq) 2Na+(aq) + CO32-(aq)

CO32-(aq) + HCl(aq) HCO3-(aq) + Cl-(aq)

c = 0,10 mol/LV= 10,0 mL

c= 0,10 mol/L V= ?

na=nb <=> ca x Va = cb x Vb <=> 0,10 x 10,0 x 10-3 = 0,10 x Vb <=> Vb = 10 mL gastos de HCl até ao 1º ponto de equivalência

Cálculos

HCO3-(aq) + HCl(aq) H2CO3(aq) + Cl-(aq)

VNa2CO3 = 10,0 mL VHCl= 10,0 + 10,0= 20,0 mL gastos de titulante até ao 2º ponto de equivalência

Como as concentrações iniciais do titulante e titulado são iguais, o volume consumido até ao 1º ponto de equivalência vai ser igual ao volume consumido até ao 2º ponto de equivalência.

Cálculos

Como na 3ª zona tampão existe uma zona tampão de ácido forte, temos HCl em excesso, logo o pH praticamente não varia nessa zona ao longo do tempo.

Equação Global:

Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) H2CO3(aq)+ 2NaCl(aq)

Conclusão

Assim conseguimos identificar as zonas tampão as suas capacidades limite. As soluções tampão são importantes não só no laboratório, como também no nosso dia a dia. Um exemplo prático é o da manutenção do pH do sangue. Sem soluções tampão presentes no nosso organismo seria impossível vivermos com um pH sanguíneo fora das normas.

Bibliografia

• https://prezi.com/oqahlqy-5hby/al-16-funcionamento-de-um-sistema-tampao/?fallback=1

• Novo 12 Q - Química 12º Ano - Manual

Fim!