QUESTÃO 10: Considerando o indicador verde de bromocresol, um indicador que é um ácido fraco com
, sendo amarela a cor do ácido e azul a cor da base conjugada, faça o que se pede:
a. Calcule a faixa de viragem do indicador. R: 3,659(5) - 5,659(5)
b. Em qual faixa de pH veremos o amarelo predominando?
c. Em qual faixa de pH veremos uma mistura das duas cores?
d. Em qual faixa de pH veremos o azul predominando?
a. Calcule a faixa de viragem do indicador. R: 3,659(5) - 5,659(5)
b. Em qual faixa de pH veremos o amarelo predominando?
c. Em qual faixa de pH veremos uma mistura das duas cores?
d. Em qual faixa de pH veremos o azul predominando?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede as perguntas indicadas:
- Indicador: verde de bromocresol, um ácido fraco com constante de ionização
. - Cor do ácido (forma
): amarela. - Cor da base conjugada (forma
): azul.
Perguntas:
a. Calcular a faixa de viragem do indicador.
b. Em qual faixa de pH veremos o amarelo predominando?
c. Em qual faixa de pH veremos uma mistura das duas cores?
d. Em qual faixa de pH veremos o azul predominando?
Passo 2
Entendendo a química por trás (equilíbrio ácido-base do indicador). O indicador é um ácido fraco que sofre a reação:
A constante de acidez é definida por:
Tomando logaritmo decimal e rearranjando chega-se à equação de Henderson–Hasselbalch, muito usada para indicadores:
Explicando as variáveis:
-
é o logaritmo negativo da concentração de : . -
. -
e são as concentrações das formas base e ácido do indicador.
Passo 3
Calcular
a partir de
. Usamos:
Para estimar o logaritmo:
(pois
e
), e
. Logo
e portanto
Passo 4
Como se define a faixa de viragem de um indicador?
- A faixa comum é onde as duas formas estão na razão entre
e , isto é, até . - Aplicando Henderson–Hasselbalch:
- Para
: - Para
:
- Para
Portanto a faixa de viragem é
.
Passo 5
Aplicando numericamente com
:
Portanto a faixa de viragem (onde ocorre a mudança visível de cor) é de
até
.
Passo 6
Interpretação das cores nas faixas de pH (o que significa “predominar” e “mistura”):
- Para
muito abaixo de há muito mais que , então a cor do ácido (amarelo) predomina. - Na faixa
as duas formas estão na proporção entre e , o que gera mistura perceptível das duas cores (transição). - Para
muito acima de há muito mais que , então a cor da base (azul) predomina.
Como exemplo numérico: ema razão , ou seja representa cerca de e cerca de — já dá predomínio do amarelo. Em ocorre o inverso (azul predomina).
Resposta
a) Faixa de viragem:
—
b) Amarelo predominando para
c) Mistura das duas cores para
d) Azul predominando para
b) Amarelo predominando para
c) Mistura das duas cores para
d) Azul predominando para