Escala de pH

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 25^oC.

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^-]).

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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