Como calcular o efeito do pH da diluição

Diluição é uma técnica de laboratório comum que a maioria dos estudantes de ciências encontra quando deseja atingir uma concentração específica de uma solução. Mas também é o que você faz quando adiciona água aos alimentos e bebidas em casa para torná-los mais do seu agrado. A diluição afeta muitas propriedades de uma solução, incluindo seu nível de pH.

TL; DR (muito longo; Não li)

A diluição torna uma solução ácida mais alcalina e uma solução alcalina mais ácida. Para calcular o efeito da diluição do pH, você determina a concentração de íons de hidrogênio e a converte em pH usando uma fórmula de trabalho simples.

Para diluir uma solução aquosa, basta adicionar água a ela. Isso aumenta a proporção do solvente ou do material líquido para diluição em comparação com a do soluto ou do componente dissolvido no solvente. Por exemplo, se você diluir água salgada, a solução conterá a mesma quantidade de sal, mas a quantidade de água aumentará.

A escala de pH mede o quão ácida ou alcalina uma substância é. Ele vai de 0 a 14, com um pH de 7 sendo neutro, um pH inferior a 7 sendo ácido e um pH superior a 7 sendo alcalino. A escala é logarítmica, o que significa que cada valor de pH inteiro abaixo de 7 é dez vezes mais ácido do que o próximo valor mais alto. Por exemplo, pH 3 é dez vezes mais ácido do que pH 4 e 100 vezes mais ácido do que pH 5.

O mesmo é verdade para valores de pH acima de 7. Cada valor é dez vezes mais alcalino do que o próximo valor inteiro inferior. Por exemplo, pH 9 é dez vezes mais alcalino do que pH 8 e 100 vezes mais alcalino do que pH 7. Água pura ou destilada tem um pH de 7, mas quando você adiciona produtos químicos à água, a solução pode se tornar ácida ou alcalina. O nível de pH de uma solução é uma medida de sua concentração de íons de hidrogênio. Soluções com alta concentração de íons hidrogênio têm pH baixo, e soluções com baixas concentrações de íons H + têm pH alto.

As substâncias ácidas incluem café preto, ácido de bateria e suco de limão. Diluir um ácido diminui a concentração de íons H + (aq), o que aumenta o nível de pH da solução para 7, tornando-a menos ácida. No entanto, o nível de pH de uma solução ácida não pode ser superior a 7, porque a água que você adiciona para diluí-la não é alcalina.

As substâncias alcalinas incluem amônia, fermento em pó e alvejante. Diluir um álcali diminui a concentração de íons OH- (aq), o que diminui o nível de pH da solução para 7, tornando-a menos alcalina. No entanto, o nível de pH de uma solução alcalina não pode ser inferior a 7, porque a água que você adiciona para diluí-la não é ácida.

O nível de pH de uma solução é uma medida de sua concentração de íons de hidrogênio. Soluções com alta concentração de íons hidrogênio têm pH baixo, e soluções com baixas concentrações de íons H + têm pH alto. Uma definição simples de trabalho de pH é pH = - log [H +], onde [H +] é a molaridade do íon hidrogênio. O logaritmo de um número é simplesmente o expoente quando você escreve esse número como uma potência de dez. A definição de pH resolvida para a molaridade do íon hidrogênio é então [H +] = 10-pH. Por exemplo, a molaridade de íons de hidrogênio em uma solução de pH 6 é 10^-6 M. Use este cálculo para estimar a concentração de íons de hidrogênio antes da diluição.

Após a diluição, meça o novo volume da solução. Por exemplo, se você diluir a solução para quatro vezes seu volume original, a concentração será reduzida para um quarto. Se o volume original for V1 e o volume total após a diluição for V4, a concentração final será V1 / V4 vezes a concentração original. Você pode então converter a concentração de íons de hidrogênio de volta para pH usando pH = - log [H +].