As escalas usadas para calcular o pH e o pOH são lados opostos da mesma moeda. Enquanto um informa a concentração de íons de hidrogênio (hidrônio), o outro informa a concentração de íons de hidróxido.
Normalmente, o pH é relatado em uma escala de 0-14 (embora não seja uma escala absoluta). Você deve estar familiarizado com o fato de que em um valor de pH baixo uma substância é considerada ácida e em um valor de pH alto uma substância é considerada básica. Este artigo mostra por que isso acontece e como calcular o pH e o pOH.
TL; DR (muito longo; Não li)
Para calcular o pH, tome o log negativo da concentração do íon hidrônio. Para encontrar o pOH, simplesmente subtraia o pH de 14.
Para calcular o pOH, tome o log negativo da concentração do íon hidróxido. Para encontrar o pH, simplesmente subtraia o pOH de 14.
O que o pH e o pOH medem?
Quando um ácido forte é adicionado à água, há um aumento na quantidade de íons de hidrônio (H3O+). Isso ocorre porque o íon hidrogênio associado ao ácido se dissocia do ácido e se associa a uma molécula de água. Dê uma olhada no seguinte exemplo de HCl, que é um ácido muito forte:
O pH dá uma indicação da concentração de H3O+ na solução enquanto o pOH lhe dá uma indicação da concentração de OH-. Mas como você realmente consegue esses números e o que eles significam?
Como você calcula o pH e o pOH?
O "p" em pH e pOH indica "-registro. "O H ou o OH em pH e pOH indicam a concentração de qualquer íon hidrônio (H3O+) ou íons hidróxido (OH-). Portanto, o pH mede a concentração de íons hidrônio, enquanto o pOH mede a concentração de íons hidróxido.
Somente ácidos e bases fortes se dissociam completamente na água. Como resultado, se você receber a concentração do ácido, também saberá a concentração dos íons hidrônio.
Digamos que você tenha uma solução 0,001 M de HCl. Como o ácido se dissocia completamente, isso significa que sua concentração de íon hidrônio também é 0,001 M. Para encontrar o pH, tome o log negativo:
Então,
O pOH é o logaritmo negativo da concentração de íons hidróxido. Mas, com base na equação acima, você não sabe nada sobre os íons hidróxido, então o que fazer?
Na verdade, por razões relacionadas com a constante de dissociação da água a 25 graus C (que estão fora do âmbito deste artigo):
Isso significa que se você conhece o pH ou o pOH, você conhece o outro!
Portanto, se o pH de sua solução ácida for três, você pode conectar isso na equação acima para encontrar o pOH:
Desse modo,
Para uma solução 0,001 M de HCl, o pH é três e o pOH é 11.
Você também pode fazer o cálculo inverso. Digamos que você tenha uma base forte com pH de 13. Qual é o pOH?
O pOH é assim:
Identificação de soluções ácidas e básicas
Como você pode saber rapidamente se uma solução é ácida ou básica com base nesses números?
Bem, a escala de pH é uma maneira conveniente de falar sobre ácidos e bases. Um número na escala de pH diz algo sobre essa solução.
- A um pH <7, a solução é considerada ácida devido à alta concentração de íons de hidrogênio.
- A um pH> 7, a solução é considerada básica devido à baixa concentração de íons de hidrogênio.
- Em pH = 7, a solução é considerada neutra porque a concentração de íons de hidrogênio e hidróxido são iguais.