Conclusões parcial.

Conclusões parcial.

 Através da realização desta experiência podemos concluir que fatores como a temperatura, a adição de dióxido de carbono, ou de hidróxido de sódio podem alterar o valor do pH da água. A temperatura altera o valor do pH mas não o seu caráter ácido ou alcalino.

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.

I Parte.

No balão volumétrico nº 1:  Este balão continha água da torneira e ao ser adicionado o indicador ácido base “vermelho de metilo”( o qual apresenta uma cor vermelha para os ácidos e amarela para as bases, e com uma zona de viragem do pH entre 4,2 a 6,3), observou-se uma cor amarela. Esta cor permitiu identificar a solução com um pH> 4,2. Ao ser adicionado NaHO observou-se uma mudança de cor para um amarelo mais claro. O que significa que o valor do pH se alterou para mais alcalino, devido à libertação de iões HO¯ na solução, fazendo aumentar a sua concentração, e com um pH> 6,3. Ao ser adicionado gelo seco (CO2 (s)) à solução verifica-se a mudança de cor para um amarelo mais escuro. Esta alteração foi devida a uma nova alteração do valor do pH, devido ao aumento de concentração de H3O+, na solução, logo uma solução com um pH <6,3.

 No balão volumétrico nº 2: Este balão continha água da torneira e ao ser adicionado o indicador ácido base “fenolftaleina”( o qual apresenta uma cor incolor para os ácidos e algumas bases mais fracas e carmim para as bases com pH superior a 8,3. Este indicador apresenta uma zona de viragem do pH entre 8,3 a10), observou-se uma cor incolor. Esta cor não nos permitiu identificar a solução como ácida ou alcalina devido à zona de viragem deste indicador só se iniciar a partir de um valor de pH de 8,3.Se a solução tiver um pH de 8 já é alcalina mas no entanto com este indicador a cor mantém-se incolor porque só vira a partir de 8,3. Por isso o valor do pH situa-se num valor inferior a 8,3.  Ao ser adicionado NaHO observou-se uma mudança de cor para um carmim. O que significa que o valor do pH se alterou para mais alcalino, devido à libertação de iões HO¯ na solução, fazendo aumentar a sua concentração. Agora já podemos identificar esta solução como alcalina, pois com esta cor tem de ter um pH>8,3.  Ao ser adicionado gelo seco (CO2(s)) à solução verifica-se a mudança de cor para um cor de rosa . Esta alteração foi devida a uma nova alteração do valor do pH, devido ao aumento de concentração de H3O+, na solução, e logo menos alcalina do que quando se adicionou  NaHO. E provavelmente com um pH<10.

No balão volumétrico nº 3: Este balão continha água da torneira e ao ser adicionado o indicador ácido base “Tornesol”( o qual apresenta uma cor vermelha para os ácidos e azul para as bases, e com uma zona de viragem do pH entre 5,0 e o 8,0), observou-se uma cor lilás. Esta cor permitiu identificar a solução com um valor de pH entre 5,0 e 8,0. Ao ser adicionado NaHO observou-se uma mudança de cor para azul. O que significa que o valor do pH se alterou para mais alcalino, devido à libertação de iões HO¯ na solução, fazendo aumentar a sua concentração, e com um pH >8. Ao ser adicionado gelo seco (CO2 (s)) à solução verifica-se a mudança de cor para lilás. Esta alteração foi devida a uma nova alteração do valor do pH(<8) devido ao aumento de concentração de H3O+, na solução, e logo menos alcalina do que quando foi adicionado NaHO.

No balão volumétrico nº 4: Este balão continha água da torneira e ao ser adicionado o indicador ácido base “Vermelho de fenol ”( o qual apresenta uma cor amarela para os ácidos e vermelha para as bases, e com uma zona de viragem do pH entre 6,4 e o 8,2), observou-se uma cor rosada. Esta cor permitiu identificar a solução com um pH entre 6,4 e o 8,2. Ao ser adicionado NaHO observou-se uma mudança de cor para laranja forte. O que significa que o valor do pH se alterou para mais alcalino, devido à libertação de iões HO¯ na solução, fazendo aumentar a sua concentração. E provavelmente com um valor de pH>6,4. Ao ser adicionado gelo seco (CO2 (s)) à solução verifica-se a mudança de cor novamente para rosado. Esta alteração foi devida a uma nova alteração do valor do pH, devido ao aumento de concentração de H3O+, na solução, e logo menos alcalina do que quando se adicionou  NaHO. E provavelmente com um pH= 6,4-8,2.

II Parte.

 Da observação da imagem do rótulo da água utilizada pode-se observar que é uma água natural gasocarbônica, logo é uma água gasosa com um teor de CO2 superior a 250mgL¯¹, e com um pH =6,1. Quando se colocou a “Água das Pedras” no balão volumétrico e ao ser adicionado o indicador ácido base “Vermelho de metilo ”( o qual apresenta uma cor vermelho para os ácidos e amarela para as bases, e com uma zona de viragem do pH entre 4,2 e o 6,3), observou-se uma cor amarela. Esta cor permitiu identificar a solução com um pH superior a 4,2. O que corresponde ao valor do pH encontrado no rótulo de 6,1. Após a libertação do dióxido de carbono a cor manteve-se amarela o que significa um pH >4,2 . Sabemos que numa água gaseificada ou não ocorrem os seguintes equilíbrios: CO2(g)↔CO2(aq) ;      CO2(aq)+H2O(l)↔H3O+(aq)+HCO3¯(aq). Quando se abre a garrafa, o dióxido de carbono começa a libertar-se em pequenas bolhas. A libertação do CO2 contribui assim para diminuir a concentração de H3O+ em solução, e assim esta torna-se inferior àconcentração de OH¯, o que corresponde a uma solução mais alcalina.

A solução ao ser aquecida verifica-se a mudança de cor para laranja claro. Esta alteração foi devida a uma nova alteração do valor do pH. De acordo com o princípio de Le Châtelier, quando se alteram as condições da reacção que se encontra em equilíbrio, esta irá evoluir no sentido de contrariar essas alterações. Assim quando se eleva a temperatura da água , o equilíbrio 2H2O(l)↔H3O+(aq)+HO¯(aq), evoluirá de forma a diminuir a temperatura (absorvendo a energia do meio exterior). Como a constante de ionização da água (Kw)= [H3O+ ] [HO¯ ], e aumentou, então pode concluir-se que as concentrações [H3O+ ] e [HO¯ ] também aumentaram. Isto significa que a reacção é endométrica e o pH da água diminui com a temperatura. A solução terá agora um pH <6,3.

Questionamento/Respostas às questões argüidas:

Questão – problema:

1- “Como interfere o dióxido de carbono no pH de uma água?”

2-“Será que o valor da temperatura também tem influência no valor de pH?”

Através da realização desta experiência podemos responder ás questões em cima elaboradas:

1- “Como interfere o dióxido de carbono no pH de uma água?”

R: Muitas águas minerais contêm dióxido de carbono, ou então pode ser adicionado (pode ser em forma de gelo seco). Numa água gaseificada ou não ocorrem os seguintes equilíbrios: CO2(g)↔CO2(aq); CO2(aq)+H2O(l)↔H3O+(aq)+HCO3¯(aq). Quando se abre a garrafa, o dióxido de carbono começa a libertar-se em pequenas bolhas. A sobre saturação de CO2 nas águas naturais pode dever-se a processos de decomposição de matéria orgânica: 2CH2O→CH4+CO2. ou à decomposição do carbonato de cálcio, provocada por aquecimento geotérmico: CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g). Ambos os processos proporcionam a dissolução de CO2 a  pressões elevadas. O CO2 presente na água e dissolvido nesta e reage com a água, de acordo com: CO2(aq)+H2O(l)↔H2CO3(aq). O ácido carbónico, H2CO3 , cede um dos seus protões a moléculas de água, aumentando a acidez: H2CO3(aq)+ H2O(l) ↔ HCO3¯(aq)+H3O+(aq). A dissolução do CO2 contribui assim para aumentar a  concentração de H3O+ em solução, e assim esta torna-se superior à concentração de OH¯, o que corresponde a uma solução ácida.

2-“Será que o valor da temperatura também tem influência no valor de pH?”

R: O pH depende da temperatura. Por isso, quando medimos o pH, devemos registar, pois só podemos comparar valores de pH medidos à mesma temperatura. De acordo com o princípio de Le Châtelier, quando se alteram as condições da reacção que se encontra em equilíbrio, esta irá evoluir no sentido de contrariar essas alterações.  Assim quando se eleva a temperatura da água, o equilíbrio 2H2O(l)↔H3O+(aq)+HO¯(aq), evoluirá de forma a diminuir a emperatura (absorvendo a energia do meio exterior). Como a constante de ionização da água (Kw)= [H3O+ ] [HO¯ ], e aumentou, então pode concluir-se que as concentrações [H3O+ ] e [HO¯ ] também aumentaram. Isto significa que a reacção é endométrica e o pH da água diminui com a temperatura. Se:

[H3O+ ] > [HO¯ ], a solução é ácida.

[H3O+ ] < [HO¯ ], a solução é neutra.

[H3O+ ] = [HO¯ ], a solução é neutra.

Presença d’água no organismo humano.

A vida, tal como a conhecemos, depende da presença de água. O organismo humano possui cerca de 70% de água, um constituinte fundamental do meio intracelular e de fluidos extracelulares como o sangue. Uma solução em que a água é o único ou principal solvente é denominada solução aquosa. Nas zonas do planeta em que a água escasseia, os seres vivos possuem adaptações para minimizar a sua perda. Crê-se também que a vida surgiu em meio aquoso, onde os reagentes poderiam circular, encontrar-se e formar ligações, formando moléculas cada vez mais complexas que se agregariam em organismos simples. A água possui características químicas e físicas muito particulares. Entre elas, o facto de possuir uma densidade menor no estado sólido que no estado líquido, permitindo a flutuação do gelo e a existência de vida subaquática a baixas temperaturas. Também o tipo de ligação química existente entre as moléculas de água, a chamada ligação de hidrogênio, desempenha um papel fundamental em muitos processos biológicos, especialmente em reacções catalizadas por diversas enzimas. A compreensão do funcionamento e da função da água em sistemas biológicos é fulcral para o entendimento de processos bioquímicos.

Estrutura da molécula de água.

A molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio ligados a um de oxigênio, com uma estrutura tetraédrica. O átomo de oxigênio partilha dois dos seus seis electrões de valência com os átomos de hidrogênio para formar as ligações covalentes entre oxigênio e hidrogênio. Como resultado, o hidrogênio tem a sua camada de valência completa e dedicada à ligação. O átomo de oxigênio possui dois pares de electrões de valência que não participam então em ligações, mas que produzem uma zona de carga negativa que tende a repelir ligeiramente os átomos de hidrogênio. Por esta razão, a molécula de água não é linear, formando antes um ângulo com aproximadamente 104,5º.  O oxigênio é uma molécula com elevada electronegatividade, maior que a do hidrogênio, ou seja, tende a atrair mais facilmente electrões. Embora a ligação covalente seja um tipo de ligação química que exija a partilha electrónica, é mais provável encontrar esses electrões mais perto do núcleo do oxigênio que dos núcleos do hidrogênio. Por esta razão, a nuvem electrónica da molécula de água é mais densa nas imediações do oxigênio, tendo uma carga eléctrica local mais negativa e conferindo uma polaridade eléctrica à molécula. Por causa desta polaridade, um átomo de oxigênio pertencendo a uma determinada molécula de água tende a atrair um átomo de hidrogênio de uma molécula vizinha, estabelecendo uma ligação intermolecular denominada ligação de hidrogênio (também é usado o termo ponte de hidrogênio). Este tipo de ligação ocorre entre átomos de hidrogênio e átomos de elevada electronegatividade, como o já referido oxigênio ou ainda o azoto ou o fósforo, sempre que o hidrogênio tenha uma deficiência electrónica devida à polarização da molécula em que se encontra (ou seja, sempre que se encontre ligado covalentemente a outro átomo electronegativo).  Este tipo de ligação tem uma energia relativamente baixa (23 kJ/mol), a suficiente para estabelecer a ligação mas também ser facilmente quebrada. Este é um aspecto importante para a mobilidade das moléculas de água, que estão a associar-se e a dissociar-se constantemente quando no estado líquido, mas que se encontram sempre envolvidas neste tipo de ligação. A água pode ser então pensada como uma rede de moléculas coesas, mas não estáticas como num sólido; esta coesão confere-lhe uma densidade elevada em comparação com outros líquidos à mesma temperatura e causa a existência de uma elevada tensão superficial. Outras propriedades significativamente afetadas pela existência de ligações de hidrogênio são a temperatura de ebulição e a temperatura de fusão. Este tipo de ligação aumenta estas temperaturas em relação a compostos similares que não a possuam. Por exemplo, o metano, CH4, é um gás a 25º, o que não acontece com o álcool derivado deste, o metanol (CH3OH), um líquido a esta mesma temperatura. A ligação C-H não é muito polar, não havendo grande polarização em moléculas orgânicas que não possuam átomos fortemente eletronegativos.