PH E POH

31/01/2012 14:08

pH e pOH de Soluções Aquosas

É muito comum ouvirmos alguém dizer que o pH da água de uma piscina precisa ser controlado, assim como o pH da água de um aquário ou de um solo, para favorecer um determinado plantio. Até mesmo nosso sangue deve manter um pH sempre entre os valores de 7,35 e 7,45. Uma variação de 0,4 pode ser fatal! O que exatamente é o pH e o que significam seus valores?

 

Produto Iônico da Água
Considere um copo com água. Será que essa água é composta apenas por moléculas de H2O? Não, pois como essas moléculas estão em constante movimento, elas se chocam o tempo todo. Resultado: uma molécula de água pode colidir e reagir com outra molécula de água! O equilíbrio gerado é conhecido como auto-ionização da água:
HOH ↔ H+ + OH-
ou
HOH + HOH ↔ H3O+ + OH-
Como já é sabida, a concentração da água ─ [H2O] ≈ 55,6 mol/L ─ será desprezivelmente alterada caso alguma nova substância seja adicionada (como um ácido, por exemplo) para a formação de soluções diluídas como as que estamos estudando (dificilmente mais de 0,5 mol de água será consumido na formação dessas soluções. Começar com 55,6 mol e terminar a experiência com 55,1 mol de água não é uma alteração significativa). Portanto, vamos considerar [H2O] constante.

Como a água pura é neutra (já que para cada íon H+, forma-se também um íon OH-), temos que [H+] = [OH-], a 25 °C, quando [H+].[OH-] = 1,0.10-14, temos que [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L.

Como a concentração molar da água é praticamente constante, retomando a constante de equilíbrio, podemos escrever:
K.[H2O] = [H+].[OH-]

do que resulta uma única constante (o produto de duas constantes), ou seja:

Kw = [H+].[OH-]

que é o chamado produto iônico da água, onde o w se deve à palavra inglesa water.

Caráter das Soluções Aquosas

Solução ácida:

[H+] > 10-7 mol/L e [OH-] < 10-7 mol/L

Solução básica:
[H+] < 10-7 mol/L e [OH-] > 10-7 mol/L

Solução neutra:
[H+] = 10-7 mol/L e [OH-] = 10-7 mol/L

pH

Sörensen definiu pH como sendo o logaritmo (decimal) do inverso da concentração hidrogeniônica:

pH = log 1/[H+]

Ou ainda, como o cologaritmo da concentração hidrogeniônica:

pH = colog [H+]
Ou seja:
pH = log 1/[H+] → pH = log 1 – log [H+]
Como log 1 = 0:
pH = -log[H+] ou pH = colog [H+]
que é igual ao inverso do log.

Vejamos a variação do pH em função das concentrações de H+ e OH-, a 25 °C:

Meio neutro: pH = 7
Meio ácido: pH < 7
Meio básico: pH > 7

pOH

Por analogia, define-se pOH como sendo o logaritmo (decimal) do inverso da concentração hidroxiliônica:

pOH = log 1/[OH-]

Ou ainda, como sendo o cologaritmo da concentração de OH-:

pOH = colog [OH-]
Assim:

pOH = log 1/[OH-] → pOH = log 1 – log [OH-]

Como log 1 = 0:

pOH = -log[OH-] ou pOH = colog [OH-]

Vejamos a variação do pOH em função das concentrações de OH- e H+:

Meio neutro: pOH = 7
Meio ácido: pOH > 7
Meio básico: pOH < 7

Relação entre pH e pOH:

pH + pOH = 14 (25 °C)

Observação:

Os conceitos de pH e pOH indicam que em qualquer solução coexistem H+ e OH-. Por mais ácida que seja a solução, sempre existirão, embora em pequeno número, íons OH-. Nas soluções básicas também estarão presentes os íons H+. As concentrações desses íons jamais se anulam.

 

EXERCÍCIOS

 

Química


 

Exercícios  sobre pH e pOH

 

1) VALOR NUMÉRICO DO PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA=1,0×10-14

Leite de magnésia é essencialmente uma suspensão de hidróxido de magnésio em água. A solubilidade de Mg(OH)2  à temperatura ambiente, é 0,0001 mol/L. Logo, o pH do leite de magnésia é:

 

2) À medida que aumenta [H+1] numa solução, o pH e o pOH da solução, respectivamente:

a) não se altera, aumenta.

b) não se altera, diminui.

c) diminui, aumenta.

d) aumenta, diminui.

e) não se altera, não se altera.

 

3) Um suco de tomate tem pH = 4. Isto significa que:

a) o suco apresenta propriedades alcalinas.

b) a concentração de íons H3O+ presentes no suco é 10+4 mol/L.

c) a concentração de íons H3O+ presentes no suco é 10-4 mol/L.

d) a concentração de íons OH- presentes no suco é 10+4 mol/L.

e) a concentração de íons OH- presentes no suco é 10-4 mol/L.

 

4) Entre os líquidos da tabela adiante:

 

tem caráter ácido apenas:

a) o leite e a lágrima.

b) a água de lavadeira.

c) o café preparado e a coca-cola.

d) a água do mar e a água de lavadeira.

e) a coca-cola.

 

5) A 25°C, soluções aquosas ácidas têm

a) pH = pOH     b) [H+] = [OH]

c) [OH] = 0     d) pH < 7

e) pOH < 7

 

6) O pH de um vinagre é igual a 3. A concentração de íons H+ neste vinagre é igual a:

 

7) Constatou-se que uma amostra de suco de laranja possui pH=4. As concentrações de H+ e OH- no suco são, respectivamente:

8) Um medicamento antiácido estomacal possui concentração hidroxiliônica igual a 10-5 mol/L, portanto seu pH é igual a:

a) 5  b) 9    c) 4     d) 7     e) 10

 

9) A 25 °C, o pOH de uma solução de ácido clorídrico, de concentração 0,10 mol/L, admitindo-se dissociação total do ácido, é:

Dados (a 25 °C):     pOH = - log [OH]

a) 10-13      b) 10-1    c) 1.    d) 7.    e) 13.

10 Considere sistemas I e II a seguir.

I- Refrigerante cujo pH é igual a 3.     

II- solução de bicarbonato de sódio de pOH=5.

Através desses índices, pode-se concluir que o sistema:

a) II é três vezes mais ácido que o sistema I.

b) I tem concentração hidrogeniônica um milhão de vezes maior do que a concentração hidrogeniônica do sistema II.

c) II é duas vezes menos ácido do que o sistema I.

d) I tem pOH igual a 7.

e) I tem [OH-] igual a 10-3 mol/L.

11) O pH do suco das laranjas varia em média de 2,0 a 4,0. Isso quer dizer que a concentração de íons H+ (aq), do suco das laranjas mais ácidas, varia de

a) 1 unidade.   b) 10 unidades.c) 10 vezes.

d) 100 vezes.        e) 1000 vezes.

12) Considerando as condições ambientes e a concentração hidroxiliônica  (OH) equivalente a 5×10-7 mol/L, calcule o pH do sangue humano.  Utilize log 5 igual a 0,7.

13) Uma área agrícola foi adubada com amônia, nitrato e fosfato de amônio. Na amostra das águas residuais da irrigação dessa área verifica-se que a concentração de íons OH(aq) é igual a 8×10-5 mol/L, a 25°C. Pode-se afirmar que a amostra tem pH igual a.           Dados:log 8 = 0,90

a) 9,9       b) 8,5         c) 7,0          d) 6,9

e) 3,9

Gabarito

  1. pH = 10
  2. c
  3. c
  4. c
  5. d
  6. 10-3
  7. H+1 = 10-4     OH-1= 10-10
  8. B
  9. E
  10. D
  11. D
  12. pH=7,7
  13. A

 

 

 

 

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