Metodos - Apostilas - Bioquímica, Notas de estudo de Bioquímica. Universidade Estadual de Maringá (UEM)
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Lula_8514 de Março de 2013

Metodos - Apostilas - Bioquímica, Notas de estudo de Bioquímica. Universidade Estadual de Maringá (UEM)

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Apostilas de Bioquímica sobre o estudo das Práticas em Métodos Instrumentais de Análise, Determinação do pH em diferentes soluções.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI CCO-DONA LINDU – DIVINÓPOLIS – MG

Relatório de Práticas em Métodos Instrumentais de Análise

AULA PRÁTICA 01: Determinação do pH em diferentes soluções

1. COMPONENTES

Turma: Bioquímica

2. INTRODUÇÃO O pH ou potencial de hidrogénio iônico,é um índice que indica a acidez,

neutralidade ou alcalinidade de um meio. Matematicamente, o pH pode ser definido por:

pH = -log a H+

onde a corresponde à atividade dos íons H+ em solução aquosa. Por aproximação, recomendado pela IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry, de 1986) para a definição de escalas de pH, considera-se que em soluções diluídas a atividade torna-se igual a concentração em mols de íons H+ na solução. Dessa forma:

pH= -log [H+] em que [H+] representa a concentração de íons H+ em mol/dm3.

Assim, como a constante de equilíbrio por exemplo, o pH de uma solução é uma quantidade adimensional. Como o pH é simplesmente uma forma de exprimir a concentração dos íons hidrogênio, as soluções ácidas e básicas a 25º C podem ser identificadas através dos seus valores de pH, como se segue:

. Soluções ácidas: [H+] > 1,0 x 10 -7 M, pH < 7,00

. Soluções básicas: [H+] < 1,0 x 10 -7 M, pH > 7,00

. Soluções neutras: [H+] = 1,0 x 10 -7 M, pH = 7,00

O equipamento necessário para a medição de pH -o pHmetro, consiste de um eletrodo de referência, um eletrodo indicador e um pHmetro, um dispositivo eletrônico de baixa impedância para medir o potencial entre os eletrodos. A temperatura dever ser medida com um termopar diretamente conectado ao pHmetro ou um termômetro separado junto ao eletrodo.

Esse aparelho permite converter o valor de potencial do eletrodo em unidades de pH. Ao ser submerso na amostra, o eletrodo gera milivolts que são convertidos para uma escala de pH.

Para o funcionamento ideal do pHmetro é necessária a calibração do aparelho com as soluções tampões, indicadas pelo fabricante, dentro da faixa

desejada (7-4 ou 7-10). Sempre começando com a solução de pH 7. Isso deve ser feito diariamente ou sempre antes da utilização do aparelho.

Mesmo com esses cuidados as medições de pH estão sujeitas a erros, devido a alguns fatores que podem interferir na veracidade da medição, como:

Padrões de calibração – a medida de pH não pode apresentar precisão maior que os padrões de referência, levando a erros na ordem de ±0,01 unidades de pH;

Potencial de junção – A composição iônica entre o meio interno e externo do eletrodo não pode ser distante da composição da solução tampão utilizada na calibração do eletrodo, pois o potencial de junção pode ser modificado e as medidas de pH podem apresentar variações em torno de 0,01 unidades;

Sódio (erro alcalino) – Se a concentração de íons H+ é baixa e a concentração de Na+ é alta, o eletrodo responde ao Na+ como se fosse o H+, podendo apresentar resultados mais baixos que o pH verdadeiro;

Ácido – Em ácidos fortes, o pHmetro pode apresentar valores maiores que o pH verdadeiro, isso acontece devido à saturação de íons H+ na superfície da membrana de vidro do eletrodo;

Hidratação – Um eletrodo hidratado apresenta respostas mais adequadas às variações de pH, já um eletrodo seco necessita ser hidratado por horas antes de realizar a medição;

Temperatura – É necessário que as medições de pH sejam realizadas na mesma temperatura em que ocorreu sua calibração. Caso contrário, a inclinação da curva potencial do eletrodo X pH é acentuada.

Além do uso do pHmetro, o pH de uma solução pode ser determinado por meio da Fita Indicadora de pH Universal , que contém substâncias colorimétricas ligadas covalentemente com a celulose do papel reagente. Através da mudança da coloração é possível a detecção do pH por meio da comparação da tabela fornecida pelo fabricante. A vantagem desse método é sua rapidez, o baixíssimo risco de contaminação e a possibilidade de utilização diretamente na amostra sem necessidade de auxílio preparação de amostras. Porém por se tratar de um teste colorimétrico de comparação não é possivel estabelecer um valor exato de pH e sim uma faixa. Ao contrário do pHmetro em que o resultado pode ser dado com até três casas decimais.

A medição de pH em soluções aquosas, é realizada mundialmente, em larga escala, em laboratórios químicos, bioquímicos, industriais e hospitalares, e ainda, universidades e centros de pesquisas, constituindo assim, provavelmente a medição de utilização mais ampla, dentre as técnicas instrumentais empregadas em química analítica. Estas medições tornam-se indispensáveis, especialmente quando se trata de produtos destinados ao consumo humano, abrangendo alimentos e bebidas, medicamentos e produtos de higiene pessoal. É importante assinalar também que a maioria das reações bioquímicas e microbiológicas são favorecidas em faixas de pH determinadas, requerendo medições em todas as etapas dos processos. Um destaque atual da importância do monitoramento do pH está na biotecnologia, principalmente quando se trata do controle biológico de pragas, clonagem de seres vivos e sequenciamento genômico de uma série de organismos de fundamental importância à ciência e também a comunidade.

3. OBJETIVO Analisar o pH de diferentes soluções usando um Potenciômetro (pHmetro) e a Fita Indicadora Universal.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1. Materiais Fita indicadora Universal (pH 0 – 14)

Copos (do tipo café) descartáveis

Padrões ácidos (pH = 4 ) e neutro (pH = 7) para a calibração do pHmetro

Reagentes:

Vinagre de maçã

Água gaseificada

Leite UHT integral

Água Destilada

Bicarbonato de sódio (NaHCO3) 1%

NaOH 0,1 mol M

4.2. Métodos Calibrar o pHmetro usando as soluções específicas (pH=4 e pH=7) para esse fim,

conforme as instruções do fabricante.

Numerar os copos descartáveis de 1 a 6 e adicionar aproximadamente 20 mL de

cada substância:

Copo 1: Vinagre de maçã

Copo 2: Água gaseificada

Copo 3: Leite UHT integral

Copo 4: Água Destilada

Copo 5: Bicarbonato de sódio (NaHCO3) 1%

Copo 6: Hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol M

Utilizar o pHmetro para a leitura do pH de cada uma das substâncias 1, 2, 3,

4, 5 e 6. Anotar o pH correspondente para cada análise. Em seguida adicionar a Fita

Indicadora Universal sobre cada uma das soluções. Anotar o pH característico.

5. RESULTADOS Os valores de pH obtidos na Aula Prática utilizando-se o pHmetro e a Fita Indicadora Universal encontram-se na Tabela1.

Tabela 1: Valores de pH obtidos utilizando-se o pHmetro e a Fita Indicadora Universal

pHmetro Fita Indicadora

Vinagre 2,41 3

Água gaseificada 4,70 5

Leite UHT integral 6,76 7

Água Destilada 7,72 7

NaHCO3 1% 8,43 8

NaOH 0,1 mol M 12,99 14

6. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO

Antes de iniciar as medidas do pH das substâncias fornecidas, usando o

pHmetro, foi preciso calibrar o aparelho. Primeiramente fez-se a lavagem de seus

eletrodos com água destilada, em seguida esses foram imersos em solução tampão

de pH=7 aguardando o tempo para equilíbrio químico e visualização do resultado do

pH. Logo após lavou-se novamente com água destilada e os eletrodos foram

novamente imersos em solução tampão, mas agora de pH= 4. Aguardou-se o tempo

para o equilíbrio químico e novamente fez-se a lavagem dos eletrodos com água

destilada deixando-o preparado para o uso.

A escala de pH padronizada e utilizada por estudantes e profissionais da

área, varia de 0 a 14. Sendo que substâncias que possuem variação do pH na faixa

de 0 a 6 são consideradas ácidas, substâncias com pH em torno de 7 são neutras

ou fisiológicas e acima de 7 chegando a 14 são consideradas básicas.

O pH do vinagre medido no pHmetro foi de 2,41 e da água gaseificada 4,70.

Conclui-se que essas substâncias são ácidas, porém o vinagre possui maior

concentração de íons H+ na solução que quando captados pelos eletrodos do

pHmetro e convertidos matematicamente através da fórmula pH= -log [H+] fornece

um resultado de menor valor, ou seja é mais ácido.

Para o leite obtivemos o valor de pH= 6,76, essa é uma substância

relativamente ácida pois está bem próximo do pH neutro. Em substâncias com

valores de pH superiores a 7, há maior concentração de íons OH- livres na solução,

e consequentemente menor concentração de íons H+ .

Dessa forma quando o pHmetro converte matematicamente uma pequena

concentração de íons H+, resulta em um valor de pH maior do que 7. Como pode ser

observado para a água destilada (pH=7,72),NaHCO3 1% (pH= 8,43) e NaOH 0,1 molM (pH= 12,99). A água destilada é ligeiramente básica, ou seja, possui uma

concentração um pouco superior de íons OH- se comparados com a de íons H+. O

bicarbonato e o hidróxido de sódio são substâncias básicas, sendo que o valor

superior de pH do NaOH indica que possui uma alta concentração de íons OH-.

Após a leitura do pH de todas as amostras, utilizando-se o pHmetro,

adicionou-se sobre cada uma a Fita Indicadora Universal. Essa fita é comumente

usada na predição de pH quando não é necessário um valor exato (como o

detectado no pHmetro com até três casas decimais) mas apenas uma faixa. A Fita

Indicadora em contato com a solução muda da coloração rosada até a azulada e

através da análise comparativa dessa Fita com a tabela de cores presente no rótulo

da embalagem predizemos a faixa de pH característica de cada substância.

Conforme observado na Tabela 1 todos os resultados previstos pela Fita

Indicadora estão na faixa dos valores medidos pelo pHmetro.

A invenção do pHmetro é um claro exemplo de instrumento concebido para

responder às deficiências e necessidades da ciência em geral, na tentativa de

buscar medidas confiáveis de um parâmetro de grande aplicabilidade prática. Esse

invento só foi possível ao se conjugar conhecimentos de diversas áreas que

possibilitaram o grande salto que o viabilizou: a integração dos componentes, antes

empregados isoladamente, em um único aparelho.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Isabel Cristina Serta Fraga-CONFIABILIDADE METROLÓGICA DE ALGUMAS SOLUÇÕES TAMPÃO UTILIZADAS PARA A MEDIÇÃO DE pH - Divisão de Metrologia Química do Instituto Nacional de Metrologia,

Normalização e QualidadeIndustrial (Inmetro).Disponível em : <www.inmetro.gov.br/producaointelectual/.../38_obraIntelectual.pdf> Acesso em 21 e agosto de 2010.

SPlabor –Equipamentos para laboratório - Entenda o funcionameto de um phmetro. Disponível em : <http://www.splabor.com.br/blog/phmetro/entenda-o-funcionamento-de-um- phmetro/.>Acesso em 21 e agosto de 2010.

Merck Chemicals do Brasil –Testes de pH . Disponível em: <http://www.merck-chemicals.com.br/ph- tests/c_wQKb.s1OCm0AAAEdpy01tkzb?back=true > Acesso em 21 de agosto de 2010.

Scielo, De Svante Arrhenius ao peagâmetro digital: 100 anos de medida de acidez.Disponível em:

<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100042200700010

0038>. Acesso em 21 de agosto de 2010.

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