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Um ácido de Arrhenius é um ácido que se dissocia e produz íons de hidrogênio quando dissolvido em água, enquanto uma base de Arrhenius produz íons de hidróxido quando dissolvido em água.
O pH é uma medida do grau de acidez ou alcalinidade de uma solução. É calculado como a base logarítmica negativa 10 da concentração de íons hidrogênio ou hidrônio na solução.
A força de um ácido ou base é determinada por sua capacidade de se dissociar em seus íons conjugados na água. Ácidos e bases fortes se dissociam totalmente na água, enquanto ácidos e bases fracos não. A força do ácido é calculada usando a constante de dissociação, Ka, mas uma mais comumente referenciada é a base logarítmica negativa 10 do Ka conhecida como pKa. Quanto menor o valor de pKa, mais forte é o ácido.
A titulação é uma técnica usada para determinar a concentração de uma solução. Para realizar uma titulação, uma solução com uma concentração conhecida, chamada de solução padrão, é usada para determinar a concentração desconhecida de uma solução, adicionando lentamente o conhecido ao desconhecido. Para titulações ácido-base, uma solução padronizada de base é adicionada lentamente a um ácido com concentração desconhecida (ou o ácido é adicionado à base) até que a solução desconhecida seja neutralizada pela formação de sal e água, produzindo um pH neutro.
À medida que a base é adicionada à concentração desconhecida de ácido, o pH é monitorado usando um corante indicador de pH. Quando o pH muda de ácido para básico, a cor do indicador de pH muda. Pouco antes deste ponto, quando a solução é neutra, a concentração de íons de hidrogênio é igual à concentração de íons de hidróxido adicionados. Com a concentração conhecida de base, a concentração de íons hidróxido também é conhecida e usada para calcular a concentração de íons hidrogênio no ácido e, por extensão, a concentração de ácido.
Fonte: Smaa Koraym na Universidade Johns Hopkins, MD, EUA
Aqui, mostramos a preparação laboratorial para 10 alunos trabalhando em duplas, com algum excesso. Por favor, ajuste as quantidades conforme necessário.
| 1 bureta de vidro de 50 mL |
| 1 bureta plástica de 60 mL com sistema de 2 válvulas |
| 3 frascos Erlenmeyer de 250 mL |
| 1 cilindro graduado de 10 mL |
| 1 cilindro graduado de 50 mL |
| 1 copo de 100 mL |
| 1 copo de 250 mL |
| 1 copo de 400 mL |
| 1 Vareta de agitação de vidro |
| 1 suporte de anel |
| 1 Grampo médio de 2 pinos |
| 1 braçadeira de bureta |
| 1 pipeta de 1 mL |
| 15 ponteiras de pipeta de 1 mL |
| 1 frasco de polietileno de 500 mL com tampa |
| 1 Contador de queda |
| 1 sonda de sensor de pH |
| 1 Placa de agitação |
| 1 barra de agitação |
| 1 Sistema de aquisição de dados |
| 1 unidade flash |
Fonte: Smaa Koraym na Universidade Johns Hopkins, MD, EUA
Aqui, mostramos a preparação laboratorial para 10 alunos trabalhando em duplas, com algum excesso. Por favor, ajuste as quantidades conforme necessário.
| 1 bureta de vidro de 50 mL |
| 1 bureta plástica de 60 mL com sistema de 2 válvulas |
| 3 frascos Erlenmeyer de 250 mL |
| 1 cilindro graduado de 10 mL |
| 1 cilindro graduado de 50 mL |
| 1 copo de 100 mL |
| 1 copo de 250 mL |
| 1 copo de 400 mL |
| 1 Vareta de agitação de vidro |
| 1 suporte de anel |
| 1 Grampo médio de 2 pinos |
| 1 braçadeira de bureta |
| 1 pipeta de 1 mL |
| 15 ponteiras de pipeta de 1 mL |
| 1 frasco de polietileno de 500 mL com tampa |
| 1 Contador de queda |
| 1 sonda de sensor de pH |
| 1 Placa de agitação |
| 1 barra de agitação |
| 1 Sistema de aquisição de dados |
| 1 unidade flash |
Antes de começar, use o equipamento de proteção individual apropriado, incluindo jaleco, luvas e óculos de proteção contra respingos químicos. Certifique-se de trabalhar em um exaustor químico sempre que usar altas concentrações de ácidos ou bases. Primeiro, você precisará preparar 50% de hidróxido de sódio por peso.
Para preparar 25 mililitros da solução final, comece pesando 25 gramas de pastilhas de hidróxido de sódio. Em seguida, despeje-os em um frasco Erlenmeyer de 125 mililitros. Usando um cilindro graduado, meça 25 mililitros de água deionizada e despeje no frasco.
Adicione uma barra de agitação magnética e, em seguida, coloque o frasco na placa de agitação. Ligue a configuração de agitação e deixe a solução misturar até parecer homogênea. Em seguida, desligue a configuração de agitação e cubra a abertura do frasco com filme de parafina.
A solução produz calor, portanto, deixe-a esfriar antes de manuseá-la. Depois de resfriado, obtenha um frasco de polietileno e rotule-o 50% em peso de hidróxido de sódio'Em seguida, coloque um funil de pó no frasco e despeje a solução nele. Tampe o frasco e guarde a solução no armário de corrosivos adequado até a sessão de laboratório.
Em seguida, prepararemos a solução 0,5 molar de ácido fosfórico. Para isso, você precisará de uma solução estoque de ácido fosfórico 14,8 molar. Para preparar 25 mililitros de solução, use uma pipeta volumétrica de vidro de 1 mililitro para medir 0,85 mililitros de ácido fosfórico estoque.
Adicione-o a um balão volumétrico de 25 mililitros e encha o balão com água deionizada até a marcação do volume. Adicione uma barra de agitação e coloque o frasco em uma placa de agitação. Agite a solução até ficar homogênea.
Em seguida, desligue a configuração de agitação e rotule um frasco de polietileno de 125 mililitros como ácido fosfórico molar 0,5 'Usando um funil de pó, transfira a solução para o frasco e tampe-o. Armazene a solução no gabinete de corrosivos adequado até a sessão de laboratório. Agora, vamos preparar o 1% de fenolftaleína necessário para o experimento.
Para preparar 5 mililitros de solução, use uma pipeta volumétrica para transferir 2,5 mililitros de etanol para um Erlenmeyer. Em seguida, pese 0,05 gramas de fenolftaleína e adicione-o ao etanol. Para transferir fenolftaleína residual, use uma pipeta para enxaguar o barco de pesagem com um pouco do etanol.
Em seguida, coloque uma barra de agitação na solução e coloque o frasco na placa de agitação. Ligue a configuração de agitação e misture até que a fenolftaleína se dissolva e a solução pareça homogênea. Em seguida, pare de mexer e adicione 2,5 mililitros de água deionizada à solução antes de ligar a função de agitação novamente.
Deixe a solução misturar até parecer homogênea. Em seguida, transfira a solução para um frasco conta-gotas rotulado. Por fim, vamos preparar o hidrogenoftalato de potássio seco, ou KHP.
Pesar aproximadamente 20 gramas de estoque KHP em um recipiente de vidro com tampa. Coloque o recipiente de vidro descoberto em um forno a 125 graus Fahrenheit para secar o KHP durante a noite. Quando o KHP estiver seco, retire-o do forno e feche a tampa.
Em seguida, coloque-o na balança para esfriar até a temperatura ambiente junto com uma espátula limpa e seca, vários barcos de pesagem e um copo de 150 mililitros rotulado Excess'Agora, vamos configurar o equipamento em cada estação de laboratório. Primeiro, cada grupo de laboratório precisará de vidraria, incluindo uma bureta de vidro de 50 mililitros, uma bureta de plástico de 60 mililitros com um sistema de duas válvulas, três frascos Erlenmeyer de 250 mililitros, um cilindro graduado de 10 e 50 mililitros, um copo de 100, 250 e 400 mililitros e uma haste de agitação de vidro. Os grupos de laboratório também precisarão de um suporte de anel, uma braçadeira média de dois pinos, uma braçadeira de bureta, uma pipeta de 1 mililitro com 10 a 15 pontas e uma garrafa de polietileno de 500 mililitros com tampa.
Finalmente, os alunos precisarão de um contador de gotas, sonda com sensor de pH, placa de agitação e barra de agitação, juntamente com um sistema de aquisição de dados e pen drive.
