Atividades de Ciências da Natureza

Indicador Ácido-Base

Aline Leal, Gisele dos Santos, Marcos Barbosa, Zaqueu Oliveira

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Resumo

Esse experimento mostra de modo simples como construir uma escala para distinguir entre substâncias ácidas e básicas. O experimento consiste em construir uma escala de pH utilizando extrato de repolho-roxo e outros materiais de fácil acesso.

Objetivos

O objetivo da atividade consiste em realizar um experimento que explique o que são substâncias ácidas e básicas. Para tanto, será construída uma escala de pH utilizando como indicador ácido-base o extrato de repolho-roxo para medir o pH de substâncias usadas no dia-a-dia.

Estrutura da Atividade

A atividade pode ser realizada em três partes:

  • Inicia-se questionando os alunos o que sabem sobre ácidos e bases e como diferenciar cada substância;
  • Em seguida realiza-se o experimento;
  • Por último pode ser pedido aos alunos para realizarem uma pesqusia em livros para tirar as dúvidas que o experimento ainda não solucionou, e que deverá ser entregue na próxima aula.

Organização da Classe

Recomenda-se que a classe esteja organizada em grupos para a realização de alguma tarefa que o experimento possa acompanhar. No momento de realização do experimento, os alunos devem ficar organizados em círculo para facilitar a visualização.

Introdução

Soluções ácidas e básicas estão presentes no quotidiano de todos nós. Exemplo muito próximo de ácido é o ácido clorídrico (HCl) presente em nosso estômago que participa da digestão dos alimentos, as frutas azedas como o limão, vinagre, etc. Já as bases podem ser exemplificadas por frutas verdes que possuem o sabor adstringente, como a banana e o caqui verde. Através desses exemplos bastantes presentes no dia-a-dia dos alunos é possível explicar cientificamente o que são as substâncias ácidas e básicas assim como o pH.

O pH é a concentração de íosn H+ em uma determinada solução. Esse índice pode variar de 0 a 14, onde as soluções ácidas tem pH próximo de 0 e as soluções básicas pH próximo de 14. Já as soluções neutras tem pH 7.

Os indicadores ácido-base são substâncias químicas que quando adicionado à uma solução indica se ela é ácida ou básica de acordo com seu pH. Geralmente os indicadores são ácidos ou bases fracas que ao se unirem aos íons H+ ou OH- mudam de cor devido uma alteração em sua configuração eletrônica. Os indicadores ácido-base são recomendados para verificações rigorosas do pH. Num caso, mais rigorosas deve se usar um pHmetro que é um aparelho medidor de pH. Também é encontrado em lojas especializadas os papéis indicadores universais.

Os extratos de alguns vegetais também fazem o papel de indicador ácido-base natural, como exemplo, utilizaremos o repolho roxo no experimento, mas podem ser usadas as soluções aquosas de chá-preto, de beterraba, de brócolis, de rabanete e da pêra.

Material


Figura 1 - Materiais Utilizados

  • 18 tubos de ensaio
  • 2 Béqueres de 250mL
  • Béquer de 500mL
  • Agitador magnético com aquecimento
  • Aventais de manga longa (um para cada integrante do grupo)
  • Repolho roxo
  • Vinagre
  • Álcool
  • Detergente com amoníaco
  • Detergente liquido
  • Xampu
  • Leite
  • Suco de limão
  • Solução aquosa de sabão em pó
  • Clara de ovo
  • Comprimido efervescente

Os tubos de ensaio podem ser substituídos por copos de vidro ou descartáveis transparente, os béqueres podem ser substituídos por panelas e o agitador magnético com aquecimento pode ser substituído por um fogão e colheres para agitar. Para se obter água destilada, basta ferver água potável.


Figura 2 - Materiais Utilizados

Procedimento

  1. Preparação de extrato de repolho roxo e escala padrão de pH

    Para fazer a extração do pigmento do repolho roxo devem ser feitos os seguintes passos:

    • Colocar uma pequena quantidade de repolho roxo num béquer de 250 mL;
    • Adicionar água destilada até cobrir todo o repolho roxo;
    • Ferver a mistura até reduzir o volume de água;
    • Filtrar a mistura e guardar o líquido filtrado.

    Em seguida fazer a escala padrão de pH, para isso devemos:

    • Rotular 5 tubos de ensaio e adicionar as soluções da tabela abaixo;

    Tubo de ensaioSolução
    15 mL de água destilada + 5 de gotas de vinagre + 5 mL de solução de repolho roxo
    25 mL de álcool + 5 mL de solução de repolho roxo
    35 mL de água destilada + 5 mL de solução de repolho roxo
    45 mL de água destilada + 1 gota de detergente com amoníaco + 5 mL de solução de repolho roxo
    55 mL de água destilada + 5 gotas de detergente com amoníaco + 5 mL de solução de repolho roxo

  2. Teste de pH em diferentes substâncias

    Para fazer o teste de pH devemos realizar os seguintes passos:

    • Rotular 6 tubos de ensaio;
    • Acrescentar 5 mL de água destilada e 5 mL de solução de repolho roxo em cada tubo de ensaio;
    • Em cada tubo acrescentar 5 gotas das seguintes substâncias:

    Tubo de ensaioSolução acrescentada
    1Xampu
    2Leite
    3Suco de limão
    4Detergente liquido
    5Solução aquosa de sabão em pó
    6Clara de ovo

    • Depois classificar as substâncias como ácidos fortes ou fracos e bases fortes ou fracas;
    • Fizemos uma escala de pH entre as substâncias analisadas.

Situação-Problema

Podemos colocar diversas situações problemas. Aqui vamos exemplificar uma delas.

O gosto de frutas podem nos mostrar se ela é ácida ou básica. Por exemplo: O limão e a laranja são frutas ácidas, enquanto que a banana verde e o caqui verde tem um sabor adstringente - uma das características de substâncias básicas. Mas nem sempre podemos colocar na boca uma determinada substância para provar se ela é ácida ou básica, pois elas podem ser nocivas para a saúde e ao ser ingeridas podem até mesmo serem fatais.

Assim esse experimento vem mostrar para os alunos como diferenciar se uma determinada substância é ácida ou básica.

Hipóteses

As hipóteses podem ser contruídas pelos próprios alunos antes da realização do experimento. Uma sugestão é a seguinte: Na primeira parte da atividade - antes da realização do experimento -, podemos perguntar para os alunos o que eles sabem sobre essas substãncias, uma forma que possamos distiguí-las e pedir para eles mesmos fazerem perguntas que tentaram ser respondidas no final.

Elementos Para Testar as Hipóteses

O próprio experimento será capaz de reposnder as hipóteses e, em último caso, a realização de uma pesquisa posterior em livros e revitas pode ajudar os alunos a entender melhor os assuntos.

Resultados

  1. Preparação de extrato de repolho roxo e escala padrão de pH

    Quando adicionamos o extrato de repolho roxo às diferentes soluções, elas ficaram com cores diferentes. As cores obtidas serão as seguintes (foto 3):

    Tubo de EnsaioCor Obtida
    1Avermelhado
    2Lilás Claro
    3Lilás Claro
    4Lilás
    5Lilás Escuro


    Figura 3

  2. Teste de pH em diferentes substâncias

    Quando adicionarmos 5 gotas das substâncias, obteremos as seguintes cores:

    Tubo de EnsaioCor Obtida
    1Avermelhado
    2 Lilás Calro Esbranquiçado
    3Rosa
    4Lilás Escuro
    5Verde Azulado
    6Azul

    Através da escala da parte 1 é possível fazer a classificação das substâncias. Quanto mais próximo da cor vermelha mais ácida será a substância, conforme fica mais lilás se torna mais fraca. Indo para cores azuladas, esverdeadas e amarelas a substância possui caráter mais básico. Podemos observar a escala de cores na foto 4. Os tubos não foram dispostos em ordem de pH.


    Figura 4

    Escala de cores obtidas a partir da parte 1 (Nº do tubo de ensaio)Classificação das substâncias
    Avermelhada (1)Ácidos Fortes
    Rosa (2)
    Lilás Calro (3)Ácidos Fracos
    Lilás (4)
    Lilás Escuro (5)Bases Fracas
    Roxo e Amarelo (Não tivemos no experimento)Bases Fortes

    Escala de Cores Obtidas (N° do Tubo de Ensaio)
    Avermelhado (1)
    Rosa (3)
    Lilás Claro (2)
    Lilás Escuro (4)
    Azul (6)
    Verde Azulado (6)

    Portanto se fossemos colocar as substancias em ordem crescente de pH a ordem dos tubos seria a seguinte: tubo 1, tubo 3, tubo 2, tubo 4, tubo 6 e tubo 5.

Dados adicionais

Autores: Aline Leal, Gisele dos Santos, Marcos Barbosa, Zaqueu Oliveira

Duração: Aproximadamente 1 hora.

Nível: Ensino Fundamental II

Área: química

Tema: quimica inorganica

Tópico: ácidos e bases

Atividade Experimental: Demonstração,Experimentação,Análise de dados,Materiais alternativos

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