A escala de Sorensen permite traduzir a concentração de iões H+ através da

relação:

A 25 ºC, para a água pura obtemos:

2 Daniela Pinto

Qual será o valor do pH da água a 25º C?

Como [H3O+] = 110-7 mol dm-3

pH = - log (110-7) pH = 7

𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻3𝑂+ ⇔ 𝐻3𝑂

+ = 10−𝑝𝐻

a 25 ⁰C !

3 Daniela Pinto

O conceito de pH

Podemos também definir pOH:

pOH = - log [OH-]

Relação entre pH e pOH

pH + pOH = pKw

pKw = - log Kw

À temperatura de 25⁰C:

pH + pOH = 14

EXERCÍCIOS

Determine o valor de pH de cada uma das

seguintes soluções (a 25ºC), cuja

concentração de iões hidrónio é:

i. 110-7 mol dm-3

ii. 110-6 mol dm-3

iii. 510-6 mol dm-3

iv. 110-5mol dm-3

v. 2,310-4 mol dm-3

4 Daniela Pinto

Variação do Kw com a temperatura

O quadro ao lado apresenta valor de Kw para

diferentes temperaturas, para a auto-ionização da

água.

CONCLUSÕES:

T (ºC)

Kw pH

0 0,1140 10-14 7,47

10 0,2930 10-14 7,27

20 0,6810 10-14 7,08

25 1,008 10-14 7,00

30 1,471 10-14 6,92

40 2,916 10-14 6,77

50 5,476 10-14 6,63

100 51,30 10-14 6,14

aumento da temperatura aumento de Kw

a reação de auto-ionização da água é endotérmica O pH da água diminui com o aumento da temperatura

5 Daniela Pinto

Se o pH da água diminuir com o aumento da temperatura, será que significa que a água vai ficar mais ácida a temperaturas superiores?

Uma solução é ácida quando tem excesso de iões H3O+ em relação aos iões OH-. Na água “pura” existe sempre igual número de iões H3O+ e iões OH-.

Por isto, a água terá de permanecer neutra, mesmo com alteração do seu pH, mas a condição de neutralidade deixa de ser pH=7, para temperaturas diferentes de 25ºC.

Variação do Kw com a temperatura

6 Daniela Pinto

FORÇA DOS ÁCIDOS E DAS BASES

Se a solução for a de um ácido monoprótico forte, a concentração de H3O+ na solução é aproximadamente igual à do ácido porque a reação de ionização é praticamente completa, e o grau de ionização aproximadamente igual a 1.

Para efetuar o cálculo do pH de uma solução é preciso conhecer a concentração de H3O+.

)(3)(2)( )( aqaqaq OHCllOHHCl

EXERCÍCIOS

Determine o pH de uma solução de ácido clorídrico, HCl, 0,15 mol dm-3.

Como o ácido é forte, ioniza-se completamente, logo [HCl]=[H3O+] 0,15 mol dm-3. Então como pH = -log [H3O+] pH = -log (0,15) = 0,82

R:

7 Daniela Pinto

EXERCÍCIOS

R: A reação de ionização é traduzida pela equação seguinte:

HNO3 (aq) + H2O (l) NO3- (aq) +H3O+ (aq)

Como a ionização é completa, o grau de ionização igual a 1, [H3O+]final = [HNO3]inicial, pelo que [H3O+]final = 5,0 x 10-2 mol dm-3, o que implica que pH = -log 5,0 x 10-2, isto é, pH = 1,3.

Determine, a 25 ºC, o pH de uma solução aquosa de ácido nítrico, HNO3, 5,0 x 10-2 mol dm-3

Notas: • Para soluções aquosas de bases fortes, como NaOH e KOH, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, respetivamente, a determinação da concentração de OH- é efetuada de um modo semelhante à determinação da concentração de H3O+ para ácidos fortes. • Para soluções aquosas de ácidos ou bases fracas, a concentração de H3O+ e/ou OH-

vai depender da constante de equilíbrio da reação em causa, uma vez que estas reações de ionização não são completas.

A reação de ionização é traduzida pela equação seguinte:

CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3COO- (aq) Quando se atinge o equilíbrio, para o mesmo volume, os valores das concentrações das espécies químicas são: [CH3COOH]equilíbrio = 5,0 x 10-2 – x ; [CH3COO-]equilíbrio = x ; [H3O+] = x A partir do valor de Ka do ácido, à temperatura referida, pode determinar-se o valor de x e a partir deste o pH da solução.

Determine, a 25 ºC, o pH de uma solução aquosa de ácido acético, CH3COOH, 5,0 x 10-2 mol dm-3.

EXERCÍCIOS

R:

A reação de ionização é traduzida pela equação seguinte:

HCl (aq) + H2O (l) Cl- (aq) + H3O+ (aq) O grau de ionização ser 1, significa que o ácido está completamente ionizado, logo [HCl ] = [H3O+] = 0,1 mol dm-3 ; [HCl ]= 0 mol dm-3 e como [H3O+] [OH- ]= 1 10-14

[OH- ] = 1 10-13 mol dm-3

O ácido clorídrico é um ácido forte ( 1). Quais as concentrações de H3O+, OH- e 0,1 mol dm-3 a 25ºC?

EXERCÍCIOS

R: