Produto Iônico da água - pH PDF

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pH – Potencial hidrogênio iônico Produto Iônico da Água. Considere um copo com água pura (destilada/e ou deionizada). Será que essa água é composta apenas por moléculas de H2O? Não, pois como essas moléculas estão em constante movimento, elas se chocam o tempo todo. Uma molécula de água pode colidir e reagir com outra molécula de água! O equilíbrio gerado é conhecido como autoionização da água: HOH ⇌ H+ + OHou HOH + HOH ⇌ H3O+ + OHSabe-se que a [H2O] ≈ 55,6 mol/L será desprezivelmente alterada caso alguma nova substância seja adicionada (como um ácido, por exemplo) para a formação de soluções diluídas como as que estamos estudando (dificilmente mais de 0,5 mol de água será consumido na formação dessas soluções. Começar com 55,6 mol e terminar a experiência com 55,1 mol de água não é uma alteração significativa). Portanto, vamos considerar [H2O] constante. Como a água pura é neutra (já que para cada íon H+, forma-se também um íon OH-), temos que [H+] = [OH-], a 25 °C, quando [H+].[OH-] = 1,0.10-14, temos que [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L. Como a concentração molar da água é praticamente constante, retomando a constante de equilíbrio, podemos escrever: K.[H2O] = [H+].[OH-] Que resulta uma única constante (o produto de duas constantes), ou seja: Kw = [H+].[OH-] Que é o chamado produto iônico da água, onde o w se deve à palavra inglesa water. Tabela 1: Caráter das Soluções Aquosas. Solução ácida

Solução básica ou alcalina

Solução neutra

[H+] > 10-7 mol/L

[H+] < 10-7 mol/L

[H+] = 10-7 mol/L

[OH-] < 10-7 mol/L

[OH-] > 10-7 mol/L

[OH-] = 10-7 mol/L

História do pH: Soren Peter Lauritz Sorensen, bioquímico dinamarquês, nasceu em Havrebjerg a 9 de Janeiro de 1868 e faleceu em Copenhaga a 12 de Fevereiro de 1939. Realizou trabalhos sobre enzimas e proteínas e, em 1909, introduziu o conceito de pH para exprimir a concentração de íons de hidrogênio. Sorensen começou a estudar Medicina na Universidade de Copenhaga, mudando-se posteriormente para Química. Formou-se em 1881, tendo, a partir daí, e até 1899, trabalhado no estudo da síntese inorgânica na Universidade Técnica da Dinamarca em Copenhaga. Começou a colaborar com o Laboratório Carlsberg em Copenhaga, associado à cerveja Carlsberg. Após a morte do Professor J. Kjeldahl (1849-1900), Sorensen é convidado para ser diretor do

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Laboratório. Aí realiza diversas experiências em bioquímicas relacionadas com aminoácidos, proteínas e enzimas, conduzindo-o à descoberta da medição do pH. A escala de pH rapidamente foi aceita pela comunidade bioquímica. Em 1914, a química alemã Leonor Michaelis (1875-1949) publicou um livro relacionado com o assunto. O uso da escala de pH tornou-se praticamente indispensável e em 1935 foi desenvolvido e comercializado por Arnold Beckman o primeiro medidor portátil de pH. Em 1938 Sorensen retirou-se do Laboratório Carlsberg, tendo falecido em 1939. pH Sörensen definiu pH como sendo o logaritmo (decimal) do inverso da concentração hidrogeniônica (hidrogênio iônico): pH = log 1/[H+] pH = log 1/[H+] → pH = log 1 – log [H+] Como log 1 = 0: pH = -log[H+] Vejamos a variação do pH em função das concentrações de H+ e OH-, a 25 °C: Meio neutro: pH = 7 Meio ácido: pH < 7 Meio básico: pH > 7 pOH Por analogia, define-se pOH como sendo o logaritmo (decimal) do inverso da concentração hidroxiliônica (hidróxido iônico): pOH = log 1/[OH-] Assim: pOH = log 1/[OH-] → pOH = log 1 – log [OH-] Como log 1 = 0: pOH = -log[OH-] Vejamos a variação do pOH em função das concentrações de OH- e H+: Meio neutro: pOH = 7 Meio ácido: pOH > 7 Meio básico: pOH < 7 Relação entre pH e pOH: pH + pOH = 14 (25 °C) Observação: Os conceitos de pH e pOH indicam que em qualquer solução coexistem H+ e OH-. Por mais ácida que seja a solução, sempre existirão, embora em pequeno número, íons OH-. Nas soluções básicas também estarão presentes os íons H+. As concentrações desses íons jamais se anulam. NOTA: assista o Vídeo 1 “Conteúdo: Equilíbrio iônico da água” (https://youtu.be/L0ib4jhdOJA; tempo 10min) para assimilar melhor o conceito de pH. Esse link também está disponível na plataforma AVA/Moodle....