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.

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.

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.

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.

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.

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

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 ensaio	Solução
   1	5 mL de água destilada + 5 de gotas de vinagre + 5 mL de solução de repolho roxo
   2	5 mL de álcool + 5 mL de solução de repolho roxo
   3	5 mL de água destilada + 5 mL de solução de repolho roxo
   4	5 mL de água destilada + 1 gota de detergente com amoníaco + 5 mL de solução de repolho roxo
   5	5 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 ensaio	Solução acrescentada
   1	Xampu
   2	Leite
   3	Suco de limão
   4	Detergente liquido
   5	Solução aquosa de sabão em pó
   6	Clara 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.

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.

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.

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.

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 Ensaio	Cor Obtida
   1	Avermelhado
   2	Lilás Claro
   3	Lilás Claro
   4	Lilás
   5	Lilás Escuro

   
   Figura 3
   

2. Teste de pH em diferentes substâncias

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

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

   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.

Atividades desenvolvidas por alunos de graduação do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental, da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP.