O PH e o Meio Ambiente

Postado 2022-06-22 16:42:30

O PH e o Meio Ambiente

Potencial hidrogeniônico, representado por pH, é o logaritmo decimal do inverso da concentração molar dos íons H+. É uma maneira mais prática de indicar a acidez ou a basicidade de um meio, em outras palavras, expressar a concentração de H+ em uma solução, conforme a proposta do químico dinamarquês Peter Lauritz Sorensen. Essa nova grandeza: o potencial, constitui um critério para a determinação da acidez, basicidade ou a neutralidade de um meio.

pH = log 1/[ H+] ou pH = - log [H+].

Solução Tampão

Conceito

As soluções tampões são soluções que resistem a mudanças de pH quando a elas são adicionados ácidos ou bases ou quando uma diluição ocorre. Essa resistência é resultado do equilíbrio entre as espécies participantes do tampão. Um tampão é constituído de uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada ou de uma base fraca e seu ácido conjugado.

Os sistemas tampões são escolhidos de acordo com a faixa de pH que se deseja tamponar, utilizando-se a equação de Henderson-Hasselbalch. Com o propósito da derivação dessa equação, algumas considerações serão feitas a seguir. De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brönsted-Lowry, um ácido (HA) é uma espécie química doadora de prótons (H+) e uma base (B) é uma espécie química aceptora de protões. Após o ácido (HA) perder seu próton, diz-se existir como base conjugada (A–). Da mesma maneira, uma base protonada é dita existir como ácido conjugado (BH+).

Preparação

Objectivo: Preparar uma solução-tampão de pH = 6,86 a partir de solução de ácido acético.

Procedimentos

Prepara-se 100 mL de solução de ácido acético com concentração de 0,5 mol/L, a partir de um ácido acético com concentração de 17,45 mol/L.
A partir da solução anterior, prepara-se 100 mL de solução de ácido acético com concentração de 0,002 mol/L.
Padroniza-se a solução de ácido acético 0,5mol/L com a bureta utilizando solução de NaOH com concentração de 0,102 mol/L para verificar se a concentração do ácido está mesmo correto.
Calcula-se a concentração de acetato de sódio que deve ser utilizada em uma solução de ácido acético 0,002 mol/l ( Ka = 1,8x 10-5 ), para obtermos um tampão cujo o pH seja igual a 6,86.

Com o pHmetro, verifica-se o pH da solução tampão.

Resultados:

Calcula-se o volume de ácido acético que seria necessário para obter-se uma solução de ácido acético com concentração de 0,5 mol/L.

Importância da Solução Tampão:

Importância na Natureza

A queima de carvão e de combustíveis fósseis e os poluentes industriais lançam dióxido de enxofre e de nitrogénio na atmosfera. Esses gases combinam-se com o hidrogénio presente na atmosfera sob a forma de vapor de água. O resultado são as chuvas ácidas. As águas da chuva, assim como a geada, neve e neblina, ficam carregadas de ácido sulfúrico ou ácido nítrico. Ao caírem na superfície, alteram a composição química do solo e das águas, atingem as cadeias alimentares, destroem florestas e lavouras, atacam estruturas metálicas, monumentos e edificações.

O dióxido de carbono (CO2) expelido pela nossa respiração é consumido, em parte, pelos vegetais, plâncton e fito plâncton e o restante permanece na atmosfera.

Hoje em dia, a concentração de CO2 no ar atmosférico tem vindo a tornar-se cada vez maior, devido ao grande aumento da queima de combustíveis que têm carbono na sua constituição. A queima do carbono pode ser representada pela equação:

C + O2 → CO2

Tanto o dióxido de carbono como outros óxidos ácidos, por exemplo, SO2 e NOx, são encontrados na atmosfera e as suas quantidades crescentes são um factor de preocupação para os seres humanos, pois causam, entre outras coisas, as chuvas ácidas.

O termo chuva ácida foi usado pela primeira vez por Robert Angus Smith, químico e climatologista inglês. Usou a expressão para descrever a precipitação ácida que ocorreu sobre a cidade de

Manchester no início da Revolução Industrial.

A chuva é considerada ácida quando seu PH é menor do que 5.
Os casos mais graves observados indicaram chuvas com PH 2,5.
O pH de uma chuva não ácida é pouco menor que 6.
Com o desenvolvimento e avanço industrial, os problemas inerentes às chuvas ácidas têm vindo a tornar-se cada vez mais sérios.
Um dos grandes problemas das chuvas ácidas é o facto de poderem ser transportadas através de grandes distâncias.

Formação da chuva ácida

Como já foi referido, a água da chuva já é naturalmente ácida. Devido a uma pequena quantidade de dióxido de carbono (CO2) dissolvido na atmosfera, a chuva torna-se ligeiramente ácida, atingindo um pH próximo de 6 (cerca de 5,6). Adquire assim um efeito corrosivo para a maioria dos metais, para o calcário e outras substâncias.

Quando não é natural, a chuva ácida é provocada principalmente por fábricas e carros que queimam combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Desta poluição um pouco se precipita, depositando-se sobre o solo, árvores, monumentos, etc. Outra parte circula na atmosfera e mistura-se com o vapor de água. Passa então a existir o risco da chuva ácida.

Reacções Químicas da Chuva Ácida

Chuva naturalmente ácida:

CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (aq)

Chuva ácida causada pela queima de combustíveis que contêm enxofre como impureza (gasolina e óleo diesel):

I - Queima do enxofre:

S (g) + O2 (g) → SO2 (g)

II - Transformação do SO2 em SO3:

SO2 (g) + ½ O2 (g) → SO3 (g)

III - Reacções dos óxidos com água:

SO2 (g) + H2O (l) →H2SO3 (g)

SO3 (g) + H2O (l) →H2SO4 (g)

Importância no Nosso Organismo

Relembra-se que solução tampão é aquela que não sofre alteração quando em contacto com soluções ácidas ou básicas, tudo se explica pela sua composição. Existem basicamente dois tipos de tampão. Um deles é formado por uma mistura de ácidos fracos e base (par ácido/base), como por exemplo, H2CO3/HCO-3 (ácido carbônico/bicarbonato). O outro tipo de tampão é composto por espécies anfotéricas. Essas espécies em algumas soluções apresentam comportamento de ácido e noutras soluções, comportamento de base. Daí o porquê da solução tampão não ser alterada na presença de acidez ou basicidade.

Deste modo, vejamos como ela se faz presente em nosso corpo. Os pares ácido-base são muito comuns no organismo. O tampão composto por ácido carbônico/bicarbonato ajuda a controlar o pH sanguíneo.

Mas por outro lado, o efeito tampão pode causar danos à saúde. Na prática de desporto precisa-se saber disso: em razão dos intensos exercícios físicos, seu organismo libera grandes quantidades de ácido láctico na corrente sanguínea, o sangue então se torna ácido (pH < 7). Se o efeito tampão não liberar base bicarbonato suficiente para neutralizar esta acidez, o indivíduo sofrerá de “acidose”. Os sintomas iniciais podem ser a cefaleia (dor de cabeça) e a sonolência.

E não é só a acidez que nos traz danos, o excesso de bases no corpo também causa doenças como a “alcalose”, por exemplo. Sabe aquela respiração ofegante de quem respira muito rápido? Ela é responsável pela saída de grande quantidade de dióxido de carbono (CO2) do corpo, um déficit deste ácido no sangue implica numa diminuição da acidez no mesmo. Quando o sangue se torna básico (pH > 7), surge a alcalose. Os sintomas da doença são: confusão mental, enjoos, náuseas, tremores, espasmos musculares e inchaço no rosto.

Importância na Agricultura

Potencial Hidrogeniônico, mais conhecido como pH, consiste num índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer, neste contexto iremos considerar este meio como sendo os solos.

Os valores de pH variam de 0 a 14, os solos que possuem valores de pH 0 a 7 são considerados ácidos, valores em torno de 7 são neutros e valores acima de 7 são considerados solos básicos ou alcalinos.

O pH indica se o solo é ou não fértil, ou seja, se o local é apropriado para o cultivo de plantas. Para a agricultura, o valor do pH ideal é entre 5,5 a 5,8.

O pH do solo pode variar de acordo com sua composição (rochas), concentração de sais, metais, ácidos, bases e substâncias orgânicas que são adicionadas no seu preparo para o plantio. O valor de pH de um solo pode ser modificado através do uso de substâncias alcalinas como o calcário, por exemplo.

O aparelho que permite medir o pH de solos é denominado de phmetro, é ele que faz a leitura das características ácidas ou básicas. Mas como o pH do solo influi na coloração das plantas? Para exemplificar usemos as flores conhecidas como hortênsias, já observou-se que em alguns lugares elas se apresentam com coloração azul e em outros.

As hortênsias são flores que se colorem obedecendo ao pH do solo, é como se o pH fosse o estilista deste tipo de flor. Em solos onde a acidez é elevada as hortênsias adquirem a coloração azul, agora nos solos alcalinos elas ficam rosa.

Agora já sabe-se como obter hortênsias de diferentes tonalidades, vai depender de seu gosto próprio por estas curiosas flores regidas pelo Potencial Hidrogeniônico do solo.

Importância na Indústria

O PH da indústria não deve variar muito de um determinado valor. Muitos alimentos sintéticos e processados, devem ser preparados na forma de tampãos, de tal forma que eles podem ser digeridos no nosso corpo sem que alterem o seu PH.

Exemplo: O Ph do sangue é sempre normalmente igual a 7,4.

Bibliografia

AFONSO Amadeu, VILANCULOS, Anastácio, Q. 12 Química 12ª Classe, Textos Editores, Moçambique Maputo, 2005, Pág. 84-45

SIMÕES, Teresa Sobrinha, QUEIROS Maria Alexandra, Química 12ª Classe, Plural Editores, Moçambique 2014, Pág. 92-94

ATKINS, P.; LORETTA, J. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 2ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.