pH e pOH (neutros, ácidos e bases)

Usaremos os valores de pH e pOH para sabermos se uma solução é ácida ou básica. Uma solução é ácida quando a quantidade de moléculas do íon H⁺ for maior que a quantidade de moléculas de OH^-. Caso a quantidade de OH^- seja superior a de H⁺, a solução será uma base.

Como calcular essas quantidades? Vamos em frente!

Vamos ver como ocorre a ionização da água:

Sendo assim, a constante de ionização (veja o tópico sobre constante de ionização) da água fica:

Dividindo, podemos cortar o OH com a água; sobrará um H da água. Resta-nos, então, o H₃O dividido por H; isso vai dar H₂O, que pode ser representado por HOH. Ou seja, 1 íon H⁺ e um íon OH^-.

Como o grau de ionização da água é muito pequeno, a concentração de mol/L da água é praticamente constante. Por isso, podemos considerar que o produto Ki . H₂O também dará uma constante. A esta chamaremos K_w (o “w” vem de water). Visto isso, temos que o produto iônico da água (K_w) pode ser assim definido:

sendo que os colchetes significam “concentração” e K_w só varia com a temperatura.

Sabemos experimentalmente que, a 25ºC, em cada 1 litro de água, apenas 1,0 x 10^-7 mol sofre ionização, produzindo 1,0 x 10^-7 mol de H⁺ e 1,0 x 10^-7 mol de OH^-. Ou seja:

Baseado nisto, podemos dizer que o produto iônico total da água (Kw) a 25ºC é:

1,0 . 10^-7 + 1,0 . 10^-7 = 1,0 . 10^-14

Portanto:

Meios neutros, ácidos e básicos:

Como dissemos logo no começo, um meio ácido é aquele que possui maior quantidade de íons H⁺ dissociados e o meio básico é o que possui a maior quantia de íons OH^- dissociados. Ora, um meio neutro só pode ser aquele em que as quantidades de íons H⁺ e OH^- dissociados são iguais.

Exemplo: Se um determinado meio tem [OH^-] = 1,0 . 10^-5 mol/L e [H⁺] = 1,0 . 10^-9 mol/L, qual será seu caráter (ácido, básico ou neutro)?

A quantidade de OH^- é maior, portanto, o meio é básico.

pH e pOH:

Para calcular a acidez ou basicidade de um meio de maneira mais fácil, podemos usar a definição do potencial hidrogeniônico (pH), na qual:

pH = -log [H⁺]

Da mesma forma, temos o potencial hidroxiliônico (pOH):

pOH = -log [OH^-]

Em uma solução neutra, pH = pOH = -log 1,0 . 10^-7 = 7. Logo:

Se em uma solução [H⁺] = 1 . 10^-2, então:

pH = -log 1 . 10^-2 = 2

pOH = 14 – 2 = 12; [OH^-] = 1 . 10^-12 mol/L

Como você já deve ter notado, a concentração de H⁺ é maior que a de OH^-.

A solução é, portanto, ácida.

Se o pH for 7, então, o pOH será 7. Neste caso a solução será neutra.

Caso tenhamos em uma solução [H⁺] = 1 . 10^-9, qual será a concentração de OH^-? E o valor do pH? Qual o caráter desta solução?

pH = -log 10^-9 = 9

pOH = 5; [OH] = 1 . 10^-5 mol/L

A concentração de OH^- é maior que a de H⁺. Logo, a solução é básica.

Com base nestas constatações foi difinida uma escala de pH, na qual o índice 7 representa uma solução neutra; índice menor que 7, uma solução ácida, e índice maior que 7, uma solução básica:

Exercitando:

1) (UNESP) O pH de um vinagre é igual a 3. A concentração de íons H+ nesse vinagre é igual a:

a) 10^-3 mol/L b) 3 mol/L c) 3 g/L d) 3 x 10³ mol/L e) 3 x 6 x 10²³ mol/L

3 = -log [H]

[H] = 10^-3 mol/L

Alternativa A

2) (FUVEST) Uma amostra de cerveja apresentou concentração de íons H₃O⁺ igual a 1,0 x 10^-5 mol/L. O pH dessa amostra é:

a) -5 b) -4 c) 1 d) 4 e) 5

pH = -log 10^-5

pH = 5

Alternativa E

3) (UFF-RJ) Considerando-se o produto iônico da água como 1,0 x 10^-14, o valor do pH de uma solução em que a concentração de íons hidroxila é 1,0 x 10^-10M é de:

a) 10 b) 4 c) 0,1 d) 0,04 e) 0,001

[H⁺] + [OH^-] = 10^-14

[H⁺] = 10^-14 – 10^-10

[H⁺] = 10^-4

pH = -log 10^-4

pH = 4

Alternativa B

Não deixe de conferir a continuação deste assunto no próximo tópico. Até lá!