Escala de ph
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A ideia do pH foi proposta em 1909 por um químico dinamarquês chamado Soren Sorensen para resolver um problema irritante que os químicos estavam tendo. Os químicos descobriram que, quando trabalhavam com ácidos e a concentração de íons hidrônio, [H3O +], os números nos cálculos envolviam expoentes negativos. Sorenson propôs usar o logaritmo negativo de [H3O +] para medir a acidez.
Sorenson chamou a nova medição de pH. OP representa a potência e o H representa o hidrogênio, portanto, o pH representa a potência do hidrogênio. O pH é apenas um valor usado para expressar o quão ácida ou básica é uma solução. A escala de pH vai de 0 (o valor mais baixo possível) a 14 (o valor mais alto possível). Valores de 0-6 são ácidos, um valor de 7 é neutro e valores de 8-14 são básicos.
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Aqui está uma experiência divertida de pH que você pode fazer em casa. O repolho roxo é um indicador natural de pH. Misture o repolho picado com água fervente e deixe a mistura descansar por 10 minutos para remover a flavina (um pigmento). Após 10 minutos, despeje apenas a água. Deve ser uma cor roxa. Quando a solução é roxa, o pH é neutro. Divida a solução em recipientes diferentes e comece a adicionar vários líquidos domésticos aos recipientes. Se a solução ficar vermelha, a solução adicionada era ácida. Se ficar amarelo / verde, a solução adicionada era básica.
Calculando pH para soluções ácidas
Para calcular o poder do pH, a fórmula é -log [H3O +].
Embora pareça complicado, realmente não é. Se você tiver uma concentração de íon hidrônio [H3O +] de 1 x 10 ^ -7, o pH é 7. -log [H3O +] = -log (1 x 10 ^ -7) = 7
Se o [H3O +] for 1 x 10 ^ -1, o pH será 1.
Se for 1 x 10 ^ -13, o pH é 13. Viu como isso funciona?
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O seguinte problema é um pouco mais difícil porque você recebe a molaridade da solução e não as concentrações dos íons.
Qual é o pH de uma solução 0,00010M de HNO3, um ácido forte?
Como o problema disse a você que o HNO3 é um ácido forte, você sabe que ele se dissocia quase 100%, então você sabe que [H3O +] = 1 x 10 ^ -4 M (0,0001 = 1 x 10 ^ -4).
pH = -log [H3O +] = -log (1 x 10 ^ -4) = – (-4) = 4
Aqui está mais um. Você precisará de uma calculadora para este.
Calcule o pH de uma solução 0,2 M de um ácido forte.
Ácido forte – portanto, o [H3O +] é o mesmo que a molaridade da solução, ou [H3O +] = 2 x 10 ^ -1
pH = -log [H3O +] = -log (2 x 10 ^ -1) = 0,7
Calculando pH para soluções básicas
Qual é o pH de uma solução 0,0136 M de KOH, uma base forte?
Este é um pouco mais difícil porque você tem a concentração de íon hidróxido, mas não a concentração de íon hidrônio. Como foi dito a você que o KOH é uma base forte, você sabe que ele se dissocia quase 100% para formar 1,36 x 10 ^ -2 [OH-].
Se você se lembrar que o Kw, ou constante de autoionização da água, é calculado pela fórmula [H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14, você pode descobrir a concentração de [H3O +].
[H3O +] = Kw / [OH-]
[H3O +] = 1 x 10 ^ -14 / 1,36 x 10 ^ -2
[H3O +] = 7,35 x 10 ^ -13
Agora que você sabe [H3O +], pode descobrir o pH.
pH = -log [H3O +] = -log (7,35 x 10 ^ -13)
pH = 12,13
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Experimente outro.
Calcule o pH se [OH-] = 2 x 10 ^ -3 M.
Primeiro, descubra o [H3O +] da fórmula [H3O +] = Kw / [OH-].
[H3O +] = 1 x 10 ^ -14 / 2 x 10 ^ -3 = 5 x 10 ^ -12
Agora que você sabe [H3O +], pode descobrir o pH.
pH = -log [H3O +] = -log (5 x 10 ^ -12) = 11,3
Cálculo da concentração de íons de hidrônio e hidróxido
Você pode usar o pH de uma substância para calcular as concentrações de íons hidrônio e íons hidróxido.
Quais são as concentrações de íons hidrônio e hidróxido em chuva ácida com pH 5,05?
Valores conhecidos:
pH = 5,05
Kw = 1 x 10 ^ -14
[H3O +] =?
[OH-] =?
Encontre o [H3O +] na equação [H3O +] = 10 ^ -pH.
[H3O +] = 10 ^ -5,05
[H3O +] = 8,9 x 10 ^ -6 M
Use a equação de autoionização para encontrar [OH-].
[H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14
[OH-] = Kw / [H3O +]
[OH-] = 1 x 10 ^ -14 / 8,9 x 10 ^ -6
[OH-] = 1,1 x 10 ^ -9 M
Qual é a concentração do íon hidrônio e do íon hidróxido no suco que tem um pH de 3,3?
Valores conhecidos:
pH = 3,3
Kw = 1 x 10 ^ -14
[H3O +] =?
[OH-] =?
Encontre o [H3O +] na equação [H3O +] = 10 ^ -pH.
[H3O +] = 10 ^ -3,3
[H3O +] = 5 x 10 ^ -4
Use a equação de autoionização para encontrar [OH-].
[H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14
[OH-] = Kw / [H3O +]
[OH-] = 1 x 10 ^ -14 / 5 x 10 ^ -4
[OH-] = 2 x 10 ^ -11
Resumo da lição
O pH é um valor usado para expressar a acidez ou alcalinidade (basicidade) de uma solução. É medido em uma escala de 0-14, com 0-6 sendo ácido, 8-14 sendo básico e um valor de 7 representando neutro. Você pode calcular o pH de uma solução de ácido ou base dada a concentração de íon hidrônio usando a fórmula pH = -log [H3O +] ou se dada a concentração de íon hidróxido pela fórmula [H3O +] = Kw / [OH-], então usando a fórmula pH = -log [H3O +].
Você também pode usar o pH de uma substância para calcular as concentrações dos íons hidrônio e hidróxido usando a fórmula [H3O +] = 10 ^ -pH.
Resultados de Aprendizagem
No final desta lição, você será capaz de:
- Diga o que significa pH e explique a escala usada para medi-lo
- Calcular o pH de uma solução quando dada a concentração de íon hidrônio ou a concentração de íon hidróxido
- Resolver equações envolvendo a concentração de íons hidrônio ou hidróxido quando dado o pH