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Conceito de pH

Química

O conceito de pH envolve a utilização do logaritmo da concentração de cátions hidrônio presentes em um meio.
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A sigla pH é utilizada para representar o potencial hidrogeniônico presente em uma determinada solução ou mistura. Esse potencial refere-se à quantidade (concentração molar ou molaridade) de cátions hidrônio (H+ ou H3O+) presentes no meio e indica se esse meio, ou mistura, é ácido, básico ou neutro.

De acordo com o estudo do equilíbrio iônico da água, além dos cátions hidrônio, temos também a presença de íons hidróxido (OH-). Assim, a avaliação do pH de um meio sempre leva em consideração a concentração de hidrônios (cátions) e a de hidróxidos (ânions).

Segundo Arrhenius, um meio que apresenta hidrônios é ácido, e o que apresenta hidróxidos é básico. Porém, devemos relacionar a quantidade de ambos os íons (H+ e OH-), o que faz a classificação de um meio seguir estes princípios:

  • Meio ácido: quantidade de hidrônios > (maior) que a de hidróxidos;

  • Meio neutro: quantidade de hidrônios = (igual) a de hidróxidos;

  • Meio básico: quantidade de hidrônios < (menor) que a de hidróxidos.

A noção sobre a caraterística de um meio é possível por meio do pH porque os químicos determinaram para esse potencial uma variação numérica de 0 a 14. Essa variação utiliza como base a constante de ionização (Kw) da água (multiplicação da concentração de H+ e OH-, Kw = [H+].[OH-]), que vale 10-14 a 25oC.

Assim, podemos classificar um meio por meio do valor do pH da seguinte maneira:

  • Para pH = 7, o meio será neutro (indica [H+] = [OH-]);

  • Para pH > 7, o meio será básico (indica [H+] < [OH-]);

  • Para pH < 7, o meio será ácido (indica [H+] > [OH-]).

A determinação do valor do pH é realizada por intermédio da concentração molar de hidrônios presentes no meio. Isso é possível porque, como essa concentração é sempre muito baixa, como observado pelo valor do Kw (10-14), determinou-se que o trabalho com os íons da solução seria realizado com o cologaritmo (logaritmo com sinal contrário):

colog H+ = - logH+

Desde 1909, Peter Sorensen (químico dinamarquês) sugeriu o termo p (de potencial ou quantidade) para determinar o cologaritmo de uma variável. Assim, se estamos falando sobre o potencial hidrogeniônico, a sigla é pH e envolve a concentração de hidrônios:

pH = -log [H+]

Como o logaritmo utilizado no cálculo do pH é de base 10, podemos escrever a expressão da seguinte forma:

10-pH = [H+]

Assim, se conhecermos a molaridade de hidrônios do meio, saberemos classificá-lo. Veja um exemplo:

Exemplo 1: Concentração de H+ igual a 10-9 mol/L.

Colocamos o valor da concentração do H+ na expressão do pH:

pH = -log [H+]

pH = -log 10-9

De acordo com as propriedades logaritmicas, o expoente -9 multiplica o log de 10, que vale 1:

pH = 9.log10

pH = 9.1

pH = 9

Logo, o meio é básico.

Exemplo 2: Concentração de H+ igual a 10-4 mol/L

Vamos utilizar a expressão mais simples para o pH:

10-pH = [H+]

10-pH = 10-4

Como temos a mesma base em ambos os lados da igualdade, podemos igualar os seus expoentes e multiplicar por -1 para eliminar o sinal negativo:

-pH = -4. (-1)

pH = 4

Logo, o meio é ácido.


Por Me. Diogo Lopes Dias

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

DIAS, Diogo Lopes. "Conceito de pH"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/conceito-ph.htm>. Acesso em 29 de julho de 2016.

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