Kw, pH e pOH

A água sofre uma pequena autoionização originando os íons H+ e OH-, gerando o equilíbrio iônico abaixo:

 H2O(?) ↔ H+(aq) + OH-(aq)

A constante do equilíbrio iônico da água Kc pode ser expressa por:

Kc = [H+] . [OH-]
    [H2O]

Visto que a concentração da água permanece constante e igual a 1, temos:

Kc . [H2O] = [H+] . [OH-]
Kc . 1 = [H+] . [OH-]
Kw = [H+] . [OH-]

Kw é, portanto, o produto iônico da água ou constante de ionização da água. A letra “w” vem de water, “água” em inglês.

O produto iônico da água (Kw) sempre apresenta um mesmo valor, não importando se a água está pura ou formando uma solução. Ele varia apenas com a temperatura, como mostrado na tabela abaixo:

Tabela com valores do produto iônico da água em relação à temperatura

Observe que na temperatura de 25 ºC, temos:

Kw = [H+] . [OH-] = 1,01 . 10-14 (mol/L)2

Uma vez que na água pura as concentrações em mol/L de [H+] e de [OH-] são iguais entre si, então chegamos à conclusão de que:

[H+] = [OH-] = 1,0 . 10-7 mol/L

Os valores de Kw são extremamente baixos, tanto que estão escritos em notação científica (10-14), porque a concentração de seus íons é muito baixa quando ela está pura. É por isso que a água pura não conduz eletricidade. Assim, percebeu-se que seria melhor expressar a concentração dos íons da água por meio de cologaritmos (inverso do logaritmo) de base dez.

colog [H+] = - log [H+]
colog [OH-]  = - log [OH-]

Conforme proposto pelo bioquímico dinamarquês Sorensen, a partir de 1909, o cologaritmo passou a ser identificado pela letra “p”, que significa “operador de potência”. Assim, surgiu o pH e o pOH, que são, respectivamente, potencial hidrogeniônico e potencial hidroxiliônico. Eles nos ajudam a indicar a variação de [H+] e [OH-] em soluções aquosas.

No caso da água pura, conforme já mencionado, [H+] e [OH-] são iguais. Assim, temos:

pH = - log [H+]                                              pOH = - log [OH-]
pH = - log 1,0 .
10-7                             pOH = - log 1,0 . 10-7
pH = 7                                                           pOH = 7

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Portanto, uma solução a 25 ºC é considerada neutra quando o seu pH e o pOH forem iguais a 7, como ocorre na água. Em outras temperaturas, os valores de pH e pOH são outros.

Solução neutra: pH = pOH = 7

Os valores de pH variam entre 0 e 14, podendo ser medido por meio de um aparelho denominado pHmetro.

O pHmetro é usado para medir o pH de soluções

Veja como esses valores variam em soluções ácidas e básicas:

  • Soluções ácidas: Nessas soluções a concentração dos íons [H+] é maior que a de [OH-], e seus valores de pH são menores que 7, a 25ºC. Quanto mais ácida for a solução, menor será o pH.

Solução ácida:
[H+] > [OH-]
pH < pOH

pH < 7 e pOH > 7

Alguns exemplos ácidos no cotidiano são: ácido muriático para limpeza e solução de bateria de carro (pH = 1); suco gástrico e suco de limão (pH = 2); vinagre, refrigerantes, maçã, laranja e vinho (pH  = 3); tomate e banana (pH = 4); cerveja (pH = 4,5); café, pão, batata e urina (pH = 5); soro fisiológico, leite e água da chuva (pH = 6).

Exemplos de substâncias ácidas

  • Soluções básicas: A concentração de [OH-] é maior que de [H+]. Os valores de pH são maiores que 7 e quanto mais básica for a solução, maior será o pH.

Solução básica:
[H+] < [OH-]
pH > pOH

pH > 7 e pOH < 7

Exemplos de soluções básicas: água do mar, saliva, ovos, sangue e esperma (pH = 8); preparado para tintura de cabelo (pH = 9); leite de magnésia, água de cal e solução de sabão e água (pH = 10); amoníaco (pH = 11) e produto limpa forno (pH = 13).

Exemplos de substâncias básicas

Para verificar apenas se a substância é ácida ou básica, podem ser usados indicadores naturais ou artificiais, que você pode conhecer lendo o texto abaixo:

Indicadores ácido-base





Aproveite para conferir nossas videoaulas sobre o assunto:

A água pura é uma solução neutra de pH igual a 7, com concentrações iguais de seus ânions e cátions

A água pura é uma solução neutra de pH igual a 7, com concentrações iguais de seus ânions e cátions

Por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Artigos relacionados

Constantes de Equilíbrio Kc e Kp

Entenda o que são as constantes de equilíbrio químico, Kc e Kp, e como interpretar seus valores para as reações reversíveis.

Cálculo do pH de uma solução

Clique e aprenda de forma prática a aplicar as fórmulas e realizar o cálculo do pH de uma solução.

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.

Equilíbrio iônico

Entenda o que caracteriza um equilíbrio iônico e como é determinada a constante de ionização de ácidos e bases.

Equilíbrio químico

Qual a diferença entre reação reversível e irreversível?

Estudo gráfico do equilíbrio químico

Aprenda a interpretar os gráficos usados para representar o equilíbrio químico das reações reversíveis.

Fatores que alteram o equilíbrio químico

Várias reações do cotidiano estão em equilíbrio químico, que pode ser deslocado por três fatores. Veja quais são aqui nesse texto.

Lei da diluição de Ostwald

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