Apostila Físico-Química - C

Apostila Físico-Química - C

(Parte 5 de 9)

SOLUÇÃO pH SOLUÇÃO pH

Soda Cáustica 1 M 13,0 Queijo 4,8-6,4

Água Sanitária (NaClO) 1,8-12,5Água de Chuva 5,6-6,0

Clara de Ovo 7,8-8,2 Leite de Magnésia10,5-10,6 Água do mar 7,7-8,2 Amoníaco 1,8-12,4

Sangue Humano 7,3-7,5 Detergentes 7,5-8,5 Lágrima 7,0-7,2 Suco de Tomate 3,5-5,0

Café Preparado 5,8-6,2 Vinagre 2,9-3,2 Refrigerante 4,9-5,2 Suco de Limão 2,2-2,4

Medidores de pH a) Indicadores

O uso de indicadores na medida de pH é razoavelmente preciso. Estes indicadores são geralmente substâncias orgânicas de caráter ácido muito fraco, caráter básico muito fraco ou ainda caráter anfótero, que possuem a propriedade de mudar de coloração na presença de um ácido ou uma base. Observe abaixo o comportamento de um indicador, o Vermelho de Tornassol (HIn). Na forma associada (molecular) este indicador tem cor vermelha e na forma ionizada, o íon In- tem cor azul.

HInH+ + In-
VermelhoAzul

Numa solução básica, o OH- consome H+ e o equilíbrio desloca-se para a direita, no sentido de formar In- e o indicador apresenta a coloração azul. Numa solução ácida, a quantidade de H+ aumenta e o equilíbrio desloca-se para a esquerda, no sentido de formar HIn e o indicador apresenta cor azul.

O exposto para o Vermelho de Tornassol é o funcionamento geral dos indicadores.

Na prática, a mudança de coloração não é instantânea, existe uma faixa de pH na qual ocorre a viragem de coloração do indicador.

Tabela de indicadores e suas faixas de viragem

Indicador

Viragem do Indicador (intervalo de pH)

Cor abaixo do intervalo de pH de viragem

Cor acima do intervalo de pH de viragem

Azul de Timol 1,2-2,8 Vermelha Amarela

Azul de Bromofenol 3,0-4,6 Amarela Violeta-Avermelhada

Vermelho Congo 3,0-5,2 Violeta-Azulada Alaranjado-Avermelhada

Alaranjado de Metila 3,1-4,4 Vermelha Alaranjado-Amarelada Verde de Bromocresol 3,8-5,4 Amarela Azul

Vermelho de Metila 4,4-6,2 Vermelha Alaranjado-Amarelada

Vermelho de Tornassol 5,0-8,0 Vermelha Azul Vermelho de Bromofenol 5,2-6,8 Amarelo-AlaranjadaPúrpura

Azul de Bromotimol 6,0-7,6 Amarela Azul Vermelho de Fenol 6,8-8,2 Amarela Vermelha Vermelho Neutro 6,8-8,0 Vermelho-Azulada Alaranjado-Amarelada

Vermelho de Cresol 7,0-8,8 Amarela Púrpura

Azul de Timol 8,0-9,3 Amarela Azul Fenolftaleína 8,2-9,8 Incolor Violeta-Avermelhada Timolftaleína 9,3-10,5 Incolor Azul

Amarelo de Alizarina 10,0-12,1 Amarelo-Clara Amarelo-Acastanhada Azul de Epsilon 1,6-13,0 Alaranjada Violeta b) Aparelhos eletrônicos

Como a condutibilidade elétrica de uma solução aquosa está relacionada à concentração de seus íons, a sua medida é uma forma de se determinar a [H+] e portanto o pH. Os aparelhos denominados potenciômetros, que determinam o potencial elétrico, e pHmetros, que medem a condutibilidade elétrica da solução, possuem uma escala que mostra o pH da solução. Exemplos:

01) Qual o pH e o pOH de uma solução que apresenta concentração hidrogeniônica

[ H+ ] = 0,001 íons-g/L ?

Solução:[ H+ ] = 0,001 = 10--3 íons-g/L
pH = -- log [ H+ ]pH + pOH = 14 [ OH-- ] = 10--pOH
pH = -- log 10—33 + pOH = 14 [ OH--] = 10--1 íons-g/L
pH = 3pOH = 14 -- 3

pOH = 1

02) Qual o pH, o pOH e a concentração hidrogeniônica [ H+ ] de uma solução que apresenta concentração hidroxiliônica [ OH-- ] = 10--5 íons-g/L ?

Solução: pOH = -- log [ OH-- ]pH + pOH = 14 [ H+ ] = 10--pH
pOH = -- log 10—5pH + 5 = 14 [ H+] = 10—9 íons-g/L
pOH = 5pH = 14 -- 5

pH = 9

03) Qual o pH e o pOH de uma solução que apresenta concentração { H+] = 4 . 10—2 íons-g/L? Dado log 4 = 0,6.

pH = --log [H+] pH+ pOH = 14
pH = -- log 4 . 10—21,4 + pOH = 14
pH = -- (log 4 + log 2)pOH = 12,6

Solução: log (a . b) = log a + log b pH = 1,4

Exercícios:

01) Calcule as concentrações molares de H+. Ac- e HAc numa solução 0,1 M de ácido acético, sabendo que nessa solução o ácido está 1,34 % ionizado. Calcule também o valor da constante de equilíbrio.

02) A constante de ionização de um monoácido fraco HA é de 9 . 10-8. Calcule seu grau de ionização numa solução 0,01 M, em determinada temperatura.

03) Numa solução x molar de um ácido HA, seu grau de ionização a certa temperatura é 0,01 %. Determine x, sabendo que a constante de ionização desse ácido é 1,2 . 10-9.

04) Calcule o grau de ionização e a concentração hidrogeniônica de uma solução 0,02 mol/L de ácido acético (HAc) a 25ºC, sendo a sua constante igual a 1,8 . 10-5.

05) A constante de ionização do ácido fórmico (HCO2H) é 2. 10-4. Construa um gráfico dos valores de α em função de M.

06) Tem-se uma solução aquosa que apresenta concentração de íons H+ igual a 10-4 íons-g/L. Qual o pH dessa solução? Qual a característica dessa solução (é acida ou básica)? pH = 4

07) Tem-se uma solução cuja concentração de íons OH- é igual a 10-6 íons-g/L. Qual o pH dessa solução? Qual a característica dessa solução (é ácida ou básica)? pH = 8

08) Numa solução, a concentração de íons H+ é de 4 . 10-8 íons-g/L Qual o pH dessa solução? Dadolog
4 = 0,6pH = 7,4
09) A concentração de íons OH- numa solução é 0,0008 íons-g/L. Determine o pH. Dado log 8 = 0,9

pH = 10,9

sabendo que o ácido está 0,1 % ionizadopH = 4

10) Tem-se uma solução aquosa de ácido acético (HAc) 0,1 mol/L. Determine o pH dessa solução,

1) Numa solução aquosa 0,5 M, o grau de ionização do hidróxido de amônio (NH4OH) é 0,02 %. Determine o pH dessa solução. pH = 10

12) Um monoácido HÁ encontra-se 0,04 % ionizado numa solução 0,2 M. Calcule o pH, sabendo que
desse ácido. Dado log 6 = 0,7pH = 3,23

13) A constante de ionização do ácido acético é de 1,8 . 10-5. Determine o pH de uma solução 0,02 molar

100 %, pois o ácido nítrico é um ácido fortepH = 1
15) Tem-se uma solução aquosa 0,02 M de NaOH. Calcule o pH. Considerar α = 100 % e log 2 = 0,3

14) Calcule o pH de uma solução 0,1 mol/L de ácido nítrico (HNO3). Considerar seu grau de ionização pH = 12,3

16) Sabendo que o grau de ionização do HCl é 100 % numa solução 0,01 M, calcular o pH dessa solução. pH = 2

uma solução 0,5 M desse ácido. Dado log 5 = 0,7pH = 4,3

17) Um determinado monoácido HA apresenta constante de ionização igual a 5 . 10-9. Calcule o pH de

de ionização igual a 1,8 . 10-7. Dado log 6 = 0,7pH = 3,23
19) Uma monobase COH apresenta constante de ionização 4,5 . 10-6. Calcule o pH de uma solução
0,5 molar dessa base. Dado log 1,5 = 0,12pH = 1,12

18) Calcule o pH de uma solução de um monoácido HA que está 0,03 % ionizado, sendo a sua constante

é 2,4 . 10-1 e que está 2 . 10-3 % dissociada. Dado log 1,2 = 0,1pH = 8,1
21) Determine o pH de uma solução 10-4 N de NaOHpH = 10
2) Qual o pH de uma solução 10-3 M de HClO4?pH = 3

20) Determine o pH de uma solução de uma monobase COH, sabendo que a sua constante de ionização

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