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Físico-Química - 11º ano

Ácido ou base:
uma classificação de alguns materiais

Ricardo Oliveira

Escola do 2º e 3º Ciclos c. Sec. Dr. José Casimiro Matias – Almeida

Data de Publicação: 11/09/2007

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N.º de páginas visitadas neste site (desde 15/10/2006):  

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Ácido ou base:
uma classificação de alguns materiais

 

Fundamentação Teórica

 

A composição química da água natural é obtida a partir de uma fonte enorme de solutos onde se incluem os gases e aerossóis da atmosfera, os produtos do arrastamento e da erosão de rochas e de solos, das dissoluções e das reacções de precipitação que ocorrem abaixo da superfície terrestre, assim como os produtos resultantes da intervenção humana.

A classificação de águas e de outras soluções aquosas em ácidas, neutras ou alcalinas requer processos de avaliação qualitativa e quantitativa com recurso a medidores de pH, sensores ou indicadores

 

Como se avalia o pH de uma solução aquosa?

Na chamada escala de Sorensen o pH de uma solução que varia entre 0 e  14 permite classificá-la como:

ácida se o pH < 7

básica ou alcalina se o pH > 7

neutra se pH = 7

quando a análise é realizada a temperatura de 25ºC.

O pH é um dos parâmetros ais importantes para caracterizar águas. A medição do pH deve ser feita no local de origem, mas, se tal não for possível, o recipiente de recolha deve ficar completamente cheio, sem quaisquer bolhas de ar, e ser rolhado imediatamente. Impedem-se assim alterações do pH provocadas por trocas gasosas com a atmosfera.

A legislação portuguesa define valores de pH para águas destinadas a consumo humano:

 

Águas para consumo Humano

Águas engarrafadas sem gás

 

pH

Mínimo

Máximo

Mínimo

Máximo

6,5

9,0

4,5

9,0

 

Para avaliar a acidez, basicidade ou neutralidade de uma solução utilizam-se várias técnicas laboratoriais. Os indicadores de ácido-base são soluções de substâncias que mudam de cor conforme a acidez/basicidade do meio. A mudança de cor não é abrupta. Existe um intervalo de pH (normalmente 2 unidades) para a qual a cor é mal definida que se chama zona de viragem. Este embora seja um processo simples e barato para avaliar a acidez ou basicidade de uma solução, fornece apenas uma indicação qualitativa (fig.2)

 

Fig.2- Indicadores de ácido-base: a) líquido; b) em papel.

 

O “papel indicador “de ácido – base é papel impregnado com uma mistura de indicadores de tal forma que as cores que adquire permitem estabelecer uma escala corada. Essa escala depende do pH da solução. É assim possível efectuar medições semi-quantitativas. Este é um processo cómodo e inicialmente barato mas acaba por se tornar caro se a sua utilização for continuada pois o papel fica inutilizado após cada uso.

Para trabalhos mais rigorosos é necessário medir quantitativamente o pH de uma solução. Para isso utilizam-se aparelhos próprios: medidor de pH ou sensores. Estes medidores são aparelhos frágeis e dispendiosos.

Fig.3- Sensor de pH.

 

Os indicadores ácido-base apresentam uma cor em solução que depende do pH da mesma. Cada indicador apresenta uma zona de viragem, com uma cor correspondente à mistura das duas cores ácida e alcalina. As tabelas seguintes apresentam alguns indicadores e suas características:

 

Material e Reagentes

 

Material de laboratório:

 

Material

Quantidade

 

Garrafas de recolha de água

6

 

Suporte para tubos de ensaio

1

 

Tubos de ensaio

12

 

Termómetro

1

 

Sensor de pH

1

 

 

Reagentes e outros materiais:

- Indicadores em solução: Azul de bromotimol e Tornesol.

- Indicador em papel: Universal.

- Tipos de água diferentes: Poço, tanque com peixes, fonte de Malpartida, água de mesa engarrafada Fonte da Fraga, água da rede de Aldeia Nova e água de aquário.

 

Segurança:

Cada aluno deve tomar os procedimentos adequados à salvaguarda da saúde e segurança de si próprio e dos seus colegas, e que basicamente são:

1. Não entrar no laboratório sem autorização de um docente.

2.Efectuar o trabalho experimental como foi indicado. Não fazer nada que não seja parte de um procedimento experimental previamente aprovado pelo docente responsável.

3. Preparar-se convenientemente para executar a experiência. Ler e compreender o protocolo experimental antes de o executar. Seguir as instruções do docente responsável. Antes de iniciar uma experiência certificar-se de que se está a par de todos os potenciais perigos dos reagentes, produtos e técnicas usadas. Certificar-se de que se percebeu o que se vai fazer.

4.Nunca trabalhar sem a supervisão de um docente.

5. Usar o equipamento de segurança apropriado. O uso de bata é obrigatório. Se necessário e de acordo com as instruções do docente responsável, deve ser usado outro equipamento de segurança.

6. Saber a localização do equipamento de segurança (chuveiros de segurança, extintores, caixas de areia, mantas anti-fogo, etc.).

7. Saber o que fazer em caso de emergência. O toque de alarme é considerado o aviso de uma situação de emergência. Deixe as suas experiências em segurança (desligar tudo o que for possível) sair calmamente.

8. Actuar sempre de um modo responsável no laboratório.

9. Apertar o cabelo de modo a evitar o contacto com o material ou com os reagentes.

10. Nunca provar qualquer composto químico. O olfacto só deve ser usado se for indicado pelo docente.

11. É proibido fumar, comer ou beber no laboratório.

12. Comunicar todos os incidentes ao docente responsável, mesmo os mais pequenos e aparentemente inofensivos.

13. Nunca colocar os reagentes não utilizados (sobras) no recipiente original, excepto se o docente responsável fornecer indicação em contrário. Retirar apenas o necessário para um recipiente devidamente rotulado e não contaminar o restante. Em caso de dúvida consultar o docente responsável.

14. Limpar todos os desperdícios imediatamente. As garrafas e frascos de reagentes devem sempre ser limpos, caso o seu conteúdo tenha escorrido pelas paredes. Isto inclui a água. Manter o local de trabalho limpo e arrumado.

15. Nunca levar nada de um laboratório sem o conhecimento e o acordo do docente responsável.

16. Andar e não correr, por mais pressa que se tenha. Correr nos corredores ou nos laboratórios representa um risco para o próprio e para as outras pessoas que podem transportar consigo materiais perigosos.

17. Ter sempre cuidado ao abrir e fechar portas, ao entrar ou sair dos laboratórios.

18. No final de um trabalho experimental:

• Arrumar os reagentes: os reagentes e solventes devem ser arrumados nas prateleiras e armários correspondentes logo após o seu uso, com os rótulos virados para a frente;

• Limpar a bancada, arrumar o material lavado e lavar as mãos (é preferível efectuar as limpezas e arrumações após cada etapa de um trabalho).

19. Se houver dúvidas em relação a qualquer precaução necessária perguntar ao docente responsável.

20. Quaisquer problemas médicos, alergias conhecidas ou medicação que possam pôr em risco a integridade física do aluno ou dos seus colegas devem ser comunicados ao docente responsável, que actuará em conformidade.

 

 

Procedimento

 

1- Usando amostras de 6 águas de fontes diferentes e devidamente fechadas em garrafas, fazer a medição directa do pH, utilizando o indicador em papel: universal.

2 - Efectuar os registos do observado.

3 - Colocar águas diferentes em tubos de ensaio diferentes e numerá-los.

4 - Colocar algumas gotas de indicador azul de bromotimol em cada tubo de ensaio .

5 - Fazer os respectivos registos.

6 - Repetir os passos realizados em 3 e4 para o indicador tornesol.

7 - Realizar medições com o sensor de pH e registar a temperatura.

8 - Efectuar todos os registos das observações efectuadas.

 

Águas e numeração em tubos de ensaio:

Tubo 1-Poço

Tubo 2-Tanque/peixes

Tubo 3-Fonte Malpartida

Tubo 4-Água engarrafada Fonte da Fraga

Tubo 5-Água da rede de Aldeia Nova

Tubo 6-Aquário

 

 

Observações Efectuadas, Registo dos dados e Resultados

 

 

ÀGUAS

Cor das soluções com os indicadores

pH da solução com o sensor

 

Temperatura

Classificação

Da

Solução

Universal

Azul de bromotimol

tornesol

1 - Poço

 

…... 7

Verde-escuro

 

…...

Verde-escuro

(6,0-7,6)

 

…...

Azul-escuro

( > 8)

 

8,45

 

17ºC

 

Base Fraca

2 - Tanque de peixes

 

…... 6

Verde-claro

 

…...

Verde-escuro

(6,0-7,6)

 

…...

Azul

(5,0-8,0)

 

6,46

 

18ºC

 

Ácido fraco

3 - Fonte de Malpartida

 

…... 5

Amarelo esverdeado

 

…...

Amarelo

( < 6,0)

 

…...

Cor de vinho

(5,0-8,0)

 

6,4

 

19ºC

 

Ácido

4 - Fonte da Fraga

 

…... 6

Verde-claro

 

…...

Amarelo

(< 6,0)

 

…...

Violeta

(5,0-8,0)

 

6,53

 

16ºC

 

Ácido fraco

5 - Água da rede de Aldeia Nova

 

…... 6

Verde-claro

 

 

…...

Verde vivo

(6,0-7,6)

 

…...

Púrpura

(5,0-8,0)

 

6,47

 

20ºC

 

Ácido fraco

6 - Aquário

 

 

…... 6

Verde-claro

 

…...

Amarelo escuro

(<6,0)

 

…...

Azul claro

(5,0-8,0)

 

7,32

 

18ºC

 

Ácido fraco a neutra

 

Da observação do rótulo da água engarrafada observou-se que esta tinha um pH = 5,9:

 

 

Observação feita com o indicador Azul de bromotimol:

Águas:

1-Poço

2-Tanque/peixes

3-Fonte Malpartida

4-Água engarrafada Fonte da Fraga

5-Água da rede de Aldeia Nova

6-Aquário

 

Observação efectuada com o indicador Tornesol:

Águas:

1-Poço

2-Tanque/peixes

3-Fonte Malpartida

4-Água engarrafada Fonte da Fraga

5-Água da rede de Aldeia Nova

6-Aquário

 

 

Esquema da Montagem

 

 

Execução de Gráficos

 

 

 

Conclusões

 

Podemos concluir que o sensor conduz a resultados mais precisos, embora os indicadores utilizados também sejam úteis para confirmar a medição.

Da realização desta experiência foi possível classificar as águas utilizadas em ácidas, neutras ou alcalinas. A água que apresenta um valor de pH mais ácido, avaliado com o sensor, é a água da fonte de Malpartida , a uma temperatura de 19ºC; e a água com carácter mais alcalino, também avaliado com o sensor é a água do poço a uma temperatura de 17ºC.

 

 

Crítica e Discussão dos Resultados

 

(Erros e sua importância relativa, identificação das partes do procedimento que conduziram a erros e aquelas que ajudaram a minimizá-los)

 

O valor do pH das águas potáveis está geralmente compreendido entre 5 e 8. Quem tiver problemas de hiperacidez gástrica deve evitar uma água muito ácida. Por outro lado, quem tenha problemas de digestão poderá beber uma água mais ácida a fim de facilitar a digestão.

Sendo a água um bem essencial para a higiene pessoal, importa referir que as águas cujo pH seja superior a 11 podem causar irritações nos olhos e agravamento de doenças de pele.

A água que apresenta um valor de pH mais ácido, avaliado com o sensor, é a água da fonte de Malpartida ((6,4), a uma temperatura de 19ºC; e a água com carácter mais alcalino, também avaliado com o sensor é a água do poço (8,45), a uma temperatura de 17ºC. Esta característica pode dever-se à característica geológica das regiões e ás diferentes temperaturas existentes entre ambas.

Observamos também que o pH da água engarrafada Fonte da Fraga no rótulo é de 5,9, o que está de acordo com a legislação Portuguesa (pode ir até 4,5). Só para águas destinadas ao consumo humano e não engarrafadas é que o pH se situa entre 6,5 e 9,0, e este facto prende-se com a corrosão que as águas mais ácidas podem provocar nas condutas de ferro. Para as águas engarrafadas este problema não se coloca. No entanto o pH desta água ao ser medido com o sensor a uma temperatura de 16ºC esta apresentou um pH=6,57.Esta diferença pode dever-se ao facto de o pH do rótulo ser avaliado na origem da fonte e o desta experiência ser avaliado já em laboratório e podem ter havido alterações do pH provocadas por trocas gasosas com a atmosfera e ás diferenças de temperatura da fonte de origem em relação à temperatura observada no laboratório(16ºC).

A água da rede que observamos tinha um pH=6,47 com o sensor a uma temperatura de 20ºC, o que a coloca no limite do aceitável em termos de pH pela legislação Portuguesa (que é 6,5).

 

 

Respostas às questões problema /

 

Questão – problema: “Será que a água que se bebe, seja água da torneira ou água de mesa engarrafada, apresenta o mesmo valor de pH?”

 

Através da realização desta experiência podemos observar e responder a esta questão dizendo que a água que se bebe seja água da torneira ou água de mesa engarrafada, não apresenta o mesmo valor de pH. Podemos observar que em todas as águas visualizadas o valor do pH difere entre elas, tendo sido classificadas em bases fracas, ácidos, ácidos fracos e quase neutra.

 

 

Bibliografia

 

-SIMÕES, Teresa Sobrinho;QUEIRÓS, Maria Alexandra;SIMÕES,Maria Otilde. “Quimica em contexto- livro de actividades- 11º ou 12º (ano2)”.Porto editora. Porto.2005. Pag.89. ISBN 972-0-42216-5.

- PAIVA,João;FERREIRA, António José; VENTURA, Graça; Fiolhais, Manuel; FIOLHAIS, Carlos. “11 Q- Física e Química A  - Química 11º Ano”. Texto editores. Lisboa. 2005. Pag. 107-127,180-181,183.ISBN 972-47-2548-0.

 

 

 

Ricardo Oliveira

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