Cálculo do pH de uma solução

O cálculo do pH de uma solução depende, de forma direta, da concentração de íons hidrônio (H+) e, de forma indireta, da quantidade de íons hidróxido (OH-).

A fita indicadora de pH dá-nos uma noção sobre o seu valor em uma solução
A fita indicadora de pH dá-nos uma noção sobre o seu valor em uma solução

O cálculo do pH (potencial hidrogeniônico ou quantidade de cátions H+ ou H3O+) de uma solução é uma forma de classificarmos a mistura em ácida, básica ou neutra. A realização desse cálculo depende da concentração de hidrônios no meio, mas pode estar relacionada ainda com os seguintes fatores:

  • Concentração de ânions hidróxido (OH-);

  • Constante de ionização (Ki);

  • Grau de ionização (α) do ácido.

Cálculo do pH envolvendo a concentração de H+

Para realizar o cálculo do pH de uma solução por meio da concentração de cátions hidrônio, podemos utilizar as seguintes expressões matemáticas:

pH = log[H+]

ou

[H+] = 10-pH

Devemos escolher a segunda expressão ([H+] = 10-pH) quando a concentração de hidrônios for um número exclusivamente exponencial (Exemplo: 10-2).

Cálculo do pH envolvendo a concentração de OH-

O cálculo do pH de uma solução pode ser determinado a partir da quantidade de ânions hidróxido (OH-). Para isso, o exercício deve fornecer a concentração de OH-, que será utilizada nas fórmulas a seguir:

[OH-] = 10-pOH

ou

pOH = -log[OH-]

Em seguida, basta determinar o valor do pH por meio da seguinte expressão:

pH + pOH = 14

Cálculo do pH envolvendo constante (Ki) e grau de ionização do ácido (α)

O cálculo do pH de uma solução pode depender da determinação da concentração de hidrônios a partir da determinação do grau de ionização (α) na fórmula da constante de ionização (Ki):

Ki = α2.M

ou

Ki = α2.M
       1- α

Após determinar o valor do grau de ionização na fórmula da constante, basta multiplicar o valor do grau de ionização pela molaridade para calcular a concentração de hidrônios.

[H+] = α.M

Por fim, basta utilizar o valor da concentração de íons H+ em uma das expressões do item 1 para calcular o valor do pH.

Interpretações possíveis após o cálculo do pH de uma solução

Com o cálculo do pH de uma solução, podemos classificá-la em ácida, básica ou neutra. Para isso, basta conhecer a seguinte relação:

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
  • Se pH < 7 → Solução ácida;

  • Se pH = 7→ Solução neutra;

  • Se pH > 7 Solução básica.

Exemplos de aplicação do cálculo do pH de uma solução

Exemplo 1: Após uma forte chuva na cidade de Goiânia, a SANEAGO (Companhia de Saneamento de Goiás) constatou que se tratava de uma chuva ácida porque a concentração de íons hidróxido era de 2.10-5 mol/L. Assim, qual era o valor do pH da chuva?

Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • [H+] = 2.10-5 mol/L

  • pH = ?

Como temos o valor da concentração de hidrônios (H+), basta utilizar a expressão para o cálculo do pH abaixo:

pH = log[H+]
pH = - log 2.10-5

OBS.: Como temos o logaritmo 2 multiplicado por 10 e elevado a -5, é o mesmo que a subtração do logaritmo 10 (multiplicado por 5) pelo logaritmo 2.

pH = 5.log10 – log2

OBS.: o log de 2 vale 0,301, e o log de 10 vale 1.

pH = 5.1 – 0,301
pH = 5- 0,301
pH = 4,69

Exemplo 2: Um alvejante de roupas apresenta [OH-] aproximadamente igual a 1,0 10-4 M. Nessas condições, qual será o seu valor de pH?

Os valores fornecidos pelo exercício foram:

  • [OH-] = 1,0 10-4 M

  • pH = ?

Como o exercício forneceu a concentração de íons hidróxido (OH-) para calcular o pH da solução, é necessário fazer os seguintes passos:

  • 1o Passo: Determinar o valor do pOH por meio da concentração de íons OH- na expressão abaixo:

pOH = log[OH-]
pOH = 1,0 10-4
pH = 4 – log 1

OBS.: o log de 1 na base 10 é sempre igual a 0.

pH = 4-0
POH = 4

  • 2o Passo: Determinar o valor do pH por meio da expressão abaixo:

pH + pOH = 14
pH + 4 = 14
pH = 14-4
pH= =10





Videoaulas relacionadas:

Por: Diogo Lopes Dias

Artigos relacionados

Concentração de uma Solução

Quais são as formas da concentração de uma solução.

Concentração em quantidade de matéria ou em mol/L

Aprenda o conceito, a fórmula matemática e como aplicar a concentração em quantidade de matéria (também chamada de concentração molar e molaridade).

Cálculo do pH de uma solução-tampão

Clique e aprenda neste texto a determinar o pH (potencial hidrogeniônico) de uma solução-tampão!

Determinação do pH e do pOH

Descubra o que é pH (potencial hidrogeniônico) e pOH (potencial hidroxiliônico) e como calculá-los a fim de determinar se uma solução é neutra, ácida ou básica.

Equilíbrio Iônico da Água

Veja mais aqui a respeito do equilíbrio iônico da água e do seu produto iônico ou constante de ionização (Kw), com base na sua autoionização.

Força dos ácidos

Veja como é medida a força de um ácido, como é calculado o grau de ionização e conheça exemplos de ácidos fortes, moderados e fracos.

Kw, pH e pOH

Conheça as definições de Kw, pH e pOH, o que cada um representa e quais são seus valores em soluções neutras, ácidas e básicas.

Lei da diluição de Ostwald

Conheça a Lei da diluição de Ostwald que é estudada para os equilíbrios iônicos.