EQUILÍBRIO IÔNICO: pH, pOH
Outra maneira de verificar a acidez e basicidade de um composto é por meio do potencial hidrogeniônico (pH) ou do potencial hidroxiliônico (pOH).
POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (pH) E POTENCIAL HIDROXILIÔNICO (pOH)
Outra maneira de verificar a acidez e basicidade de um composto é por meio do potencial hidrogeniônico (pH) ou do potencial hidroxiliônico (pOH). O pH expressa a quantidade de íons H+ livres em solução, enquanto o pOH expressa a quantidade de íons OH- livres em solução.
O pH pode ser calculado a partir do logarítimo da concentração de H+, e o pOH a partir da concentração de OH-:
pH = -log[H+] pOH = -log[OH-]
A partir da relação [H+][OH-] = 10-¹⁴ , é possível definir uma relação entre pH e pOH:
Kw = [H+]⋅[OH-] =10-¹⁴
Aplicando logarítimo de ambos os lados, tem-se que:
log Kw = log [H+]⋅[OH-]
A partir da propriedade de logarítimo log a ⋅ b = log a + log b, tem-se que:
log Kw = log [H+] + log [OH-] (multiplicar por -1)
– log Kw = – log [H+] – log [OH-]
– log 10-¹⁴ = pH + pOH
14 ⋅ log 10 = pH + pOH
Como log 10 = 1, tem-se que:
pH + pOH = 14
Assim, pode-se relacionar as concentrações e H+ e OH- com os valores de pH e pOH:
O pH e o pOH também podem ser calculados a partir das
seguintes relações:
[H+] = 10⁻ᵖʰ
[OH-] = 10⁻ᵖᴼᴴ
EXERCÍCIO RESOLVIDO
01. (UFPE) A concentração hidrogeniônica do suco de limão puro é 10⁻³ mol/L. Qual o pH de um refresco preparado com 20 mL de suco de limão e água suficiente para completar 200 mL?
a) 2,5
b) 3,0
c) 3,5
d) 4,0
e) 4,5
Resolução: D
Como foi feita uma diluição (aumento do volume de solvente), a concentração de íons H+ diminuiu, e precisa ser calculada antes da determinação do pH:
M¹ . V¹ = M² . V²
10⁻³ . 20 = M² . 200
M² = 10⁻⁴ mol/L
Aplicando na relação [H+] = 10⁻ᵖᴴ, tem-se que:
10⁻⁴ = 10⁻ᵖᴴ
ph = 4
02. Uma solução de hidróxido de sódio foi preparada pela dissolução de 0,040 g de NaOH em água destilada, obtendo-se 100mL como volume final da mistura homogênea.
Considerando a massa molar do hidróxido de sódio igual a 40 g . mol⁻¹, pode-se inferir que o pH da solução final é igual a:
a) pH = 2
b) pH = 7
c) pH = 9
d) pH = 11
e) pH = 14
Resolução: D
Como a concentração é em mol/L, é necessário converter o volume de mililitro para litro, ou seja, V = 100 mL = 0,1 L.
Assim:
M = m/MM.V
M = 0,040/40 . 0,1
M = 10⁻³ mol/L
A equação que representa a dissociação do hidróxido de potássio é:
NaOH → Na+ + OH
Como a proporção é 1:1 (1 mol de base para 1 mol de íons hidroxila), tem-se que:
[OH-] = 10⁻³ M
[OH-] 10⁻ᵖᴼᴴ = 10⁻³
pOH = 3
Como pH + pOH = 14, tem-se que:
pH + 3 = 14
pH = 11
ESCALA DE PH
A partir das relações entre pH e pOH, é possível chegar em uma escala de pH bem definida, com valores de pH que determinam se a solução em questão é ácida ou básica a partir da concentração de H+ ou OH-. Essa escala é válida à temperatura de 25 ºC:
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Os indicadores são ácidos e bases orgânicas que indicam se uma substância é acida ou básica a partir da mudança (ou da ausência) de coloração. A atuação de um ácido genérico pode ser expressa pelo seguinte equilíbrio de um indicador genérico HInd:
Repare que:
• A adição do indicador HInd em um ácido irá fazer com que a concentração de H+ aumente, deslocando a reação para o sentido dos reagentes (de maneira a consumir o excesso de H+ na solução). Assim, a solução irá apresentar coloração azul.
• A adição do indicador HInd em uma base irá fazer com que a concentração de OH- aumenta, o que levará ao consumo de íons H+ do meio, deslocando a reação para os produtos (de maneira a compensar a perda de H+). Assim, a solução irá apresentar coloração verde.
Exemplos de indicadores:
