Buffers

Lab Manual
Chemistry
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Lab Manual Chemistry
Buffers
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08:13 min
March 26, 2020

Learning Objectives

O que é um buffer?

Um tampão é uma solução que mantém um pH constante, independentemente da adição de ácidos fortes ou bases fortes, desde que a quantidade de ácido ou base adicionada esteja dentro da capacidade tampão da solução.

Quais são os componentes essenciais de um buffer?

Um tampão deve conter o ácido conjugado ou o par de bases de um ácido fraco ou de uma base fraca.

Qual é o efeito do íon comum?

O efeito do íon comum é quando um determinado íon é adicionado a uma mistura em equilíbrio que já contém o íon dado. Isso faz com que o equilíbrio se afaste da formação de mais desse íon.

Para que serve a equação de Henderson-Hasselbalch?

A equação de Henderson-Hasselbalch é usada para calcular o pH usando o pKa e a razão ácido-base conjugada. Esta equação pode ser usada para calcular o pH de uma solução tamponada ou determinar a quantidade de ácido conjugado ou base necessária para preparar um tampão em um valor de pH específico.

Qual é a capacidade do buffer?

A capacidade do buffer é uma medida da capacidade do buffer de resistir a mudanças no pH. Se a concentração de ácido ou base for menor que a concentração dos componentes do tampão, o valor do pH resistirá a mudanças drásticas. Uma vez que essas concentrações sejam excedidas, o efeito tampão da solução não funcionará mais, causando mudanças drásticas no pH.

List of Materials

  • Suporte de laboratório
    5
  • Braçadeira do termômetro
    5
  • Tampão de calibração de pH 4,00
    5
  • Tampão de calibração de pH 7,00
    5
  • Dispositivo portátil de aquisição de dados
    5
  • Acessório do espectrofotômetro UV-Vis
    5
  • Acessório da sonda de pH
    5
  • Unidade flash
    5
  • Cilindro graduado de vidro de 10 mL
    10
  • Cilindro graduado de vidro de 50 mL
    5
  • Copo de vidro de 100 mL
    10
  • Copo de vidro de 400 mL
    10
  • 5
  • Cubeta de 1,5 mL com tampa
    50
  • Vidro de relógio pequeno
    5
  • 5
  • frasco de polietileno de 250 mL com tampa
    5
  • Funil de haste longa de 70 mm
    5
  • Pinça longa resistente à base
    5
  • Pipetas de plástico descartáveis
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Prato de agitação
    5
  • Barra de agitação média
    5
  • NaOH
    5 g
  • Vermelho neutro
    2 mg
  • Proteína de ligação à riboflavina
    200 mg
  • NaH anidro2PO4
    10 g
  • 6
  • Frasco para injetáveis de vidro ou polietileno de 20 mL com tampa
    5
  • 1
  • Cilindro graduado de vidro de 100 mL
    1
  • frasco de polietileno de 125 mL
    8
  • frasco de polietileno de 100 mL
    1
  • Cilindro graduado de vidro de 25 mL
    1
  • Varinha magnética
    1
  • 10 mL
    1
  • 100 mL
    1
  • Micro barra de agitação
    1
  • Rack de tubo de ensaio pequeno
    1
  • Espátula de laboratório
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Balança analítica (pelo menos 1)
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Papel de pesagem
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Água deionizada
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Filme plástico de parafina
    -1 Dependente do tamanho do laboratório
  • Micropipeta de 1 mL com ponteiras (+8 para tampões)
    5
  • Pipeta de 200 μL com ponteiras
    5
  • Fita de laboratório
    5 roll
  • Toalhetes de laboratório
    5 box
  • 50 mM, pH 5,0
    50 mL
  • 50 mM, pH 5,5
    50 mL
  • 50 mM, pH 6,0
    50 mL
  • 50 mM NaH2Tampão PO4, pH 6,5
    50 mL
  • 50 mM, pH 7,5
    50 mL
  • 50 mM, pH 8,0
    50 mL
  • 50 mM, pH 8,5
    50 mL
  • 25-mM Na2HPO4 tampão, pH 11
    50 mL

Lab Prep

Fonte: Smaa Koraym na Universidade Johns Hopkins, MD, EUA

  1. Preparação de Soluções

    Aqui, mostramos a preparação laboratorial para 10 alunos trabalhando em duplas, com algum excesso. Por favor, ajuste as quantidades conforme necessário.

    • Para se preparar para este experimento de laboratório, use o equipamento de proteção individual apropriado, incluindo jaleco, óculos de proteção contra respingos químicos e luvas. Todas as soluções para este laboratório devem ser preparadas em uma capela química.
    • Prepare 100 mL de uma solução de NaOH 1 M. nota: O NaOH é fortemente corrosivo, portanto, tenha cuidado ao manuseá-lo.
    • Meça 4 g de NaOH sólido e despeje em um Erlenmeyer de 125 mL. Em seguida, adicione 50 mL de água deionizada ao balão. Mexa a mistura em uma placa de agitação para dissolver o NaOH.
    • Rotule um frasco de polietileno de 100 mL como '1 M NaOH'. Assim que o NaOH se dissolver e a solução parecer homogênea, adicione mais 50 mL de água deionizada. Em seguida, recupere a barra de agitação e transfira a solução para o frasco rotulado. Coloque a garrafa tampada na parte de trás do capuz do instrutor.
    • Prepare 10 mL de uma solução de 0,56 mM de vermelho neutro em água deionizada. Meça 1,6172 mg de vermelho neutro em um balão volumétrico de 10 mL.
    • Use uma pipeta para encher o frasco cerca de 2/3 com água deionizada. Cobrir o balão com uma película de parafina de plástico e agitar a mistura até que o vermelho neutro se dissolva. Em seguida, retire a película e encha o balão até à linha marcada. Colocar uma barra de micro-agitação no balão e agitar a solução até ficar homogénea.
    • Rotule um frasco para injetáveis de 20 ml como «vermelho neutro 0,56 mM» e transfira a solução para o frasco para injetáveis. Tampe o frasco e guarde-o na geladeira.
    • Prepare 10 mL de uma solução de 0,66 mM de proteína de ligação à riboflavina da mesma maneira, começando pesando 198 mg da proteína. Transfira a solução para um frasco para injetáveis de 20 ml rotulado e guarde a solução no frigorífico.
    • Prepare ou obtenha um conjunto de buffers. Aqui, passaremos pela preparação de 100 mL de tampão fosfato monossódico pH 6,5 50 mM, ajustado com NaOH 1 M como exemplo.
    • Meça 0,5995 g de fosfato monossódico anidro em um frasco Erlenmeyer de 125 mL. Adicione 80 mL de água deionizada ao frasco e comece a mexer a mistura.
    • Enquanto a mistura se mexe, ligue e calibre um medidor de pH digital.
    • Assim que o sal se dissolver e a solução parecer homogênea, clamp o sensor de pH no tampão e aguarde a estabilização da leitura.
    • Confirme se a solução de NaOH 1 M esfriou até a temperatura ambiente. Em seguida, adicione lentamente NaOH à solução tampão de agitação com pausas para permitir que o pH se estabilize até que o tampão atinja pH 6,5. Isso pode levar apenas 1 ou 2 mL de NaOH. Em seguida, desligue o motor de agitação, enxágue a sonda de pH e recupere a barra de agitação.
    • Despeje o tampão ajustado de pH em um balão volumétrico limpo de 100 mL e leve a solução até a marca de 100 mL com água deionizada. Fechar o balão com uma película de parafina de plástico e invertê-lo até que a solução pareça homogénea.
    • Rotule um frasco de polietileno limpo de 125 mL como 'tampão fosfato monossódico de 50 mM pH 6.5'. Transfira a solução para o frasco e tampe-o. Guarde o buffer no capô do instrutor.
    • Prepare tampões adicionais de maneira semelhante, usando 1 M NaOH ou 2 M HCl, conforme apropriado, para ajustar o pH. Altere as concentrações de tampão conforme necessário para obter aproximadamente a mesma força iônica.
    • Quando terminar, armazene o NaOH 1 M em um armário corrosivo, limpe a vidraria e o equipamento usando seus procedimentos padrão e jogue fora os itens descartáveis no lixo do laboratório.
  2. Preparação do Laboratório
    • Traga um recipiente de fosfato monossódico anidro para a área da balança analítica e confirme se há suprimentos suficientes de papel de pesagem, lenços umedecidos de laboratório e espátulas limpas.
    • Defina os seguintes equipamentos de laboratório e vidraria em cada estação de laboratório (sugerimos que os alunos trabalhem em pares):
      1 Prato de agitação
      1 suporte de laboratório com braçadeira de termômetro
      1 medidor de pH
      1 Espectrofotômetro portátil
      2 buffers de calibração
      2 copos de 400 mL
      2 copos de 100 mL
      1 copo de 25 mL
      1 cilindro graduado de 50 mL
      2 cilindros graduados de 10 mL
      1 vidro de relógio pequeno
      1 Barra de agitação magnética
      1 funil
      1 fórceps
      1 frasco de lavagem de plástico
      1 frasco de polietileno com tampa de 250 ou 500 mL
      1 Rolo de fita de laboratório
      2 pipetas de plástico
      1 Caneta de rotulagem
      1 caixa de lenços umedecidos de laboratório
      1 micropipeta de 1 mL com pontas
      1 micropipeta de 200 μL com pontas
      10 cubetas de 1,5 mL com tampas
    • Coloque pipetas de plástico descartáveis adicionais para que todos tenham fácil acesso a elas.
    • Coloque os frascos ou frascos rotulados contendo os tampões em uma área central.
    • Rotule uma micropipeta de 1 mL para cada tampão e coloque as micropipetas com os tampões correspondentes junto com uma caixa de ponteiras de pipeta.
    • Distribua as soluções neutras de vermelho e proteína. Rotule três tubos de ensaio de 5 mL como 'vermelho neutro' e três tubos de ensaio de 5 mL como 'proteína de ligação à riboflavina'. Em seguida, retire os frascos de solução vermelha neutra e proteína de ligação à riboflavina da geladeira e coloque cerca de 2 mL da solução vermelha neutra e 2 mL de solução de proteína de ligação à riboflavina nos tubos de ensaio devidamente marcados.
    • Defina as soluções neutras de vermelho e proteína para que os grupos de alunos possam compartilhar os tubos de ensaio.