A água tem muitas propriedades úteis e interessantes, e algumas delas são evidentes à primeira vista. É claro que o mundo é feito de muita água, mas quase nenhuma água que você já viu é "apenas" água. Parte da água, como a água da torneira, parece cristalina e contém apenas uma pequena quantidade de impurezas, enquanto a maior parte da água de lagoas e oceanos tem matéria visível dissolvida ou suspensa nela.
Outra propriedade interessante da água é que, em termos de pH, um termo popular em anúncios de xampu e também em testes de química, fica bem no meio da escala: não é um ácido nem uma base e perfeitamente neutro. Continue lendo para descobrir o que isso significa em termos de matemática da fórmula do pH e as definições de ácidos e bases na química.
O que são ácidos e bases?
O termo pH está associado a acidez. Ácidos são compostos capazes de doar um próton, ou íon hidrogênio (H +), em solução aquosa, deixando para trás um ânion (íon carregado negativamente) denominado base conjugada e gerando um hidrônio (H
3O +) íon na água. Ácidos fortes como o HCl, doam seus prótons mesmo quando uma solução já é relativamente rica em prótons. Ácidos fracos são doados em soluções mais próximas do pH neutro, um valor de 7,0.Bases são compostos que podem aceitar prótons ou, equivalentemente, em soluções aquosas, doam um grupo hidroxila (–OH). Uma base forte como o NaOH pode fazer isso mesmo na presença de uma alta concentração de íons hidroxila (ou uma baixa concentração de íons H +). Bases fracas, como ácidos fracos, tendem a não ionizar até que o pH esteja próximo do neutro.
Qual é o significado do pH?
Embora o pH se refira a uma medida de acidez (ou alcalinidade, também chamada de basicidade), na verdade significa pouvoir hidrogênio, ou "potência do hidrogênio" em francês. Nas áreas da química, o pequeno "p" é um operador que significa "tirar o logaritmo negativo de".
Deixando a matemática de lado, é uma escala que comprime a ampla faixa de concentrações de hidrônio e hidróxido vista na água em uma escala que vai de 0 a 14 para fins práticos.
Uma solução com um pH de 1,0 é fortemente ácida e tem um [H+] concentração 10 vezes maior que uma solução com pH 2,0, 100 vezes maior que uma solução com pH 3,0 e 1.000 vezes superior a uma solução com pH 4,0. Isso se deve às qualidades dos logaritmos, como você verá em alguns exemplos.
Qual é a equação básica de pH?
A fórmula de pH geralmente assume a forma pH = –log [H+], onde [H +] é a concentração em moles por litro (mol / L ou M). Existe uma fórmula equivalente para a concentração de íons hidróxido:
pOH = - [OH–]
Exemplo: Qual é o pH de uma solução com um [H+] de 2,8 × 10–3 M?
pH = –log [2,8 × 10–3] = 2.55
A própria água é um ácido ou uma base?
A água tem um pH de 7,0; para cada íon H + que "se liberta", um OH– íon existe para equilibrá-lo. Água é assim anfotérico, ou capaz de agir tanto como ácido quanto como base (embora não seja especialmente "bom" em nenhum dos dois).
O autoionização da água é representado pela expressão KC= [H3O +] [OH−] = 1.0 × 10−14, onde KC é a constante da água. Porque pKC= –Log [KC] e KC é a constante 1,0 × 10−14, pKC = 14, que determina a escala de pH estranhamente numerada.
Mais geralmente, KC é representado pela constante de dissociação para ácidos Kuma, que varia de espécie para espécie.
Calcular pH: calculadora ou ferramenta online
Você não tem que resolver problemas de pH ou pKuma problemas envolvendo água em sua cabeça; você pode usar a função de registro de uma calculadora padrão ou visitar uma página como a dos Recursos que permite você pode inserir diferentes valores de pH para uma variedade de diferentes ácidos em diferentes concentrações em solução.