O pH é uma medida de quão ácida ou básica é uma solução química. o pH a escala varia de 0 a 14 - um valor de sete é considerado neutro, menor que sete ácido e maior que sete básico.
pH é o logaritmo negativo da base 10 ("log" em uma calculadora) da concentração de íons hidrogênio de uma solução. Para calcular, pegue o log de uma dada concentração de íons hidrogênio e inverta o sinal. Veja mais informações sobre a fórmula do pH abaixo.
Aqui está uma revisão mais aprofundada de como calcular o pH e o que significa pH em relação à concentração de íons hidrogênio, ácidos e bases.
Revisão de ácidos e bases
Existem várias maneiras de definir ácidos e bases, mas o pH refere-se especificamente apenas ao hidrogênio íon concentração e é aplicado a aquoso soluções (à base de água). Quando a água se dissocia, produz um íon hidrogênio e um hidróxido. Veja esta equação química abaixo.
H2O ↔ H+ + OH-
Ao calcular o pH, lembre-se de que [] se refere a molaridade, M. A molaridade é expressa em unidades de moles de soluto por litro de solução. Se você receber
concentração em qualquer outra unidade do que moles (porcentagem em massa, molalidade etc.), converta-a em molaridade para usar a fórmula de pH.A relação entre pH e molaridade pode ser expressa como:
KW = [H+] [OH-] = 1x10-14 a 25 ° C
para água pura [H+] = [OH-] = 1x10-7
- KW é a constante de dissociação da água
- Solução ácida: [H+]> 1x10-7
- Solução básica: [H+] <1x10-7
Como calcular o pH e [H +]
A equação de equilíbrio produz a seguinte fórmula para pH:
pH = -log10[H+]
[H+] = 10-pH
Em outras palavras, pH é o log negativo da concentração molar de íons hidrogênio ou a concentração molar de íons hidrogênio é igual a 10 à potência do valor negativo do pH. É fácil fazer esse cálculo em qualquer calculadora científica porque na maioria das vezes, eles têm um botão "log". Não é o mesmo que o botão "ln", que se refere ao logaritmo natural.
pH e pOH
Você pode usar facilmente um valor de pH para calcular pOH se você se lembra:
pH + pOH = 14
Isso é particularmente útil se você for solicitado a encontrar o pH de uma base, pois normalmente você resolve pOH ao invés de pH.
Problemas de cálculo de exemplo
Experimente estes problemas de amostra para testar seu conhecimento de pH.
Exemplo 1
Calcular o pH para um [H específico+]. Calcular o pH fornecido [H+] = 1,4 x 10-5 M
Responda:
pH = -log10[H+]
pH = -log10(1,4 x 10-5)
pH = 4,85
Exemplo 2
Calcular [H+] a partir de um pH conhecido. Encontre [H+] se pH = 8,5
Responda:
[H+] = 10-pH
[H+] = 10-8.5
[H+] = 3,2 x 10-9 M
Exemplo 3
Encontre o pH se o H+ concentração é de 0,0001 moles por litro.
Aqui, ajuda a reescrever a concentração como 1,0 x 10-4 M porque isso faz a fórmula: pH = - (- 4) = 4. Ou você pode simplesmente usar uma calculadora para fazer o log. Isso lhe dá:
Responda:
pH = - log (0,0001) = 4
Normalmente, você não recebe a concentração de íons hidrogênio em um problema, mas precisa encontrá-la a partir de uma reação química ou concentração de ácido. A simplicidade disso dependerá de você ter um ácido forte ou um ácido fraco. A maioria dos problemas de pH é de ácidos fortes, porque eles se dissociam completamente em seus íons na água. Ácidos fracos, por outro lado, se dissociam apenas parcialmente; portanto, em equilíbrio, uma solução contém tanto o ácido fraco quanto os íons nos quais se dissocia.
Exemplo 4
Encontre o pH de uma solução 0,03 M de ácido clorídrico, HCl.
Lembre-se, o ácido clorídrico é um ácido forte que se dissocia de acordo com uma proporção molar de 1: 1 em cátions de hidrogênio e ânions de cloreto. Portanto, a concentração de íons hidrogênio é exatamente a mesma que a concentração da solução ácida.
Responda:
[H+ ] = 0,03 M
pH = - log (0,03)
pH = 1,5
Verifique seu trabalho
Ao realizar cálculos de pH, sempre verifique se suas respostas fazem sentido. Um ácido deve ter um pH muito menor que sete (geralmente um a três) e uma base deve ter um alto valor de pH (geralmente entre 11 e 13). Embora seja teoricamente possível calcular um pH negativo, os valores de pH devem estar entre 0 e 14 na prática. Isso significa que um pH maior que 14 indica um erro na configuração do cálculo ou no próprio cálculo.