EQUILÍBRIO IÔNICO: pH, 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: