aula Equilibrio ionico da agua

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PILHAS ALCALINAS
EQUILÍBRIO IÔNICO DA ÁGUA pH E pOH
Prof. Eloisa
Equilíbrios químicos
Colegio Macedo Soares
Calcular pH e pOH;
Relacionar pH e POH com as 
substâncias do cotidiano e
Resolver exercícios.
OBJETIVOS
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H2O (l)		H+ (aq) + OH – (aq) 
A constante de equilíbrio será:
Ki =
[ H ] 
[ OH ] 
[ H2O ] 
+
–
como a concentração da água é praticamente constante, teremos:
Ki x [ H2O] 
= 
[ H ] 
[ OH ] 
+
–
Kw
PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA ( Kw )
A 25°C a constante “Kw” vale 10 – 14 mol/L  [ H+ ] . [ OH – ] = 10 – 14
Equilíbrio iônico da água
Em que:
 Kw: produto iônico da água (a letra w vem de water, água em inglês);
[H+], [OH-]: concentrações molares dos íons envolvidos.
Como qualquer constante de equilíbrio, seu valor varia apenas com a temperatura.
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A mudança de temperatura faz variar o valor numérico do Kw.
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Equilíbrio iônico da água
Em água pura a concentração 
hidrogeniônica [H ] é igual 
à concentração hidroxiliônica [OH ], isto é, a 25°C,
 observa-se que:
+
–
= 
[H ] 
[OH ] 
+
–
10 – 7 
= 
Nestas condições, dizemos que 
a solução é “ NEUTRA “ 
Equilíbrio iônico da água
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As soluções em que 
[H+ ] > [OH – ] 
terão características 
ÁCIDAS
[ H+] > 10 – 7 mol/L 
[OH – ] < 10 – 7 mol/L 
nestas soluções teremos
Equilíbrio iônico da água
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As soluções em que 
[H+ ] < [OH – ] 
terão características 
BÁSICAS
[ H+] < 10 – 7 mol/L 
[OH – ] > 10 – 7 mol/L 
nestas soluções teremos
Equilíbrio iônico da água
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RESUMINDO- pH e pOH
A água pura, convencionada como meio neutro, apresenta:
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Um alvejante de roupas, do tipo “ água de lavadeira “, apresenta [OH – ] aproximadamente igual a 1,0 . 10 – 4 mol/L. Nessas condições, a concentração de H+ será da ordem de:
a) 10 – 2 
b) 10 – 3 
c) 10 – 10 
d) 10 – 14 
e) zero.
[H+ ] = ? 
[ OH – ] 
= 10 – 4 M
[H+] . [OH – ] = 10 – 14 
[H ] 
+
= 
– 14
10 
– 4
10
[H ] 
+
= 
– 10
10 mol/L
[H+] . 10 –4 = 10 – 14 
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[H +]<10-7 
Sol. basica
02) Qual das expressões abaixo é conhecida como “produto iônico
 da água, KW”?
 Kw = [H2][O2].
 Kw = [H+] / [OH – ].
 Kw = [H+][OH – ].
 Kw = [H2O].
 Kw = [2H][O2].
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03) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os líquidos
 citados tem(em) caráter ácido apenas: 
	Líquido	[H+]	[OH – 1]
	Leite	10 – 7	10 – 7
	Água do mar	10 – 8	10 – 6
	Coca-cola	10 – 3	10 – 11
	Café preparado	10 – 5	10 – 9
	Lágrima	10 – 7	10 – 7
	Água de lavadeira	10 – 12	10 – 2
 o leite e a lágrima.
 a água de lavadeira.
 o café preparado e a coca-cola.
 a água do mar e a água de lavadeira.
 a coca-cola.
a)	Água pura (solução neutra):
 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L
b)	Solução ácida:
[H+] > 10-7 mol/L
TIPOS DE SOLUÇÕES (A 25°C)
[OH-] < 10-7 mol/L
c)	Solução básica (alcalina):
[H+] < 10-7 mol/L
[OH-] > 10-7 mol/L
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04) (Covest-90) O leite azeda pela transformação da lactose em ácido
 lático, por ação bacteriana. Conseqüentemente apresenta ...
 aumento da concentração dos íons hidrogênio.
 aumento da concentração dos íons oxidrilas.
 diminuição da concentração dos íons hidrogênios.
 diminuição da concentração dos íons oxidrilas.
Assinale o item a seguir que melhor representa o processo.
 I e III.
 II e IV.
 I e II.
 II.
 I e IV. 
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Como os valores das concentrações 
hidrogeniônica e oxidriliônica são pequenos,
é comum representá-las na forma de logaritmos e, 
surgiram os conceitos de
pH e pOH 
pH
pOH
=
=
– log [ H ]
– log [ OH ]
+
–
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 Conceitos de pH e pOH
pH = – log[H+] (potência hidrogeniônica)
pOH = – log[OH-] (potência hidroxiliônica)
 Aplicando o logaritmo a expressão do KW, teremos:
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KW = [H+] . [OH-]
Log KW = Log [H+] + Log [OH-]
(como a 25ºC KW = 10–14)
Log 10-14 = Log [H+] + Log [OH-]
-14 Log 10 = Log [H+] + Log [OH-]
– 14 = Log [H+] + Log [OH-] 
14 = –Log [H+] – Log [OH-]
 pH = – log[H+]
 pOH = – log[OH-]
Logo: 
14 = pH + pOH
Conceitos de pH e pOH
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I. Sol. Neutra [H+] = [OH–] = 10–7  
Log [H+] = log 10–7  Log [H+] = – 7  
– Log [H+] = 7 ou pH = 7
 pH = pOH = 7
II. Soluções ácidas
[H+] > 10–7  Log [H+] > log 10–7 
Log [H+] > – 7  – Log [H+] < 7 ou pH < 7
[OH–] < 10–7  pOH > 7
III. Soluções básicas
[H+] < 10–7  pH > 7
[OH–] > 10–7  pOH < 7
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pH e pOH
A água pura, convencionada como meio neutro, apresenta:
pH e pOH
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17
Meio neutro
Meio ácido
pH e pOH para os diferentes meios
Meio básico
pH e pOH
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RESUMINDO: Na temperatura de 25°C
Em soluções neutras
pH = pOH = 7
Em soluções ácidas
pH < 7 e pOH > 7
Em soluções básicas
pH > 7 e pOH < 7
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Podemos demonstrar
que, a 25°C,
e em uma mesma solução
 pH + pOH = 14 
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Como medir o pH de soluções aquosas?
O método mais preciso (exato) é usar um medidor de pH (potenciômetro ou pHmetro);
Entretanto, para processos em que não seja adequado usar o medidor de pH (uma reação com reagentes tóxicos, por exemplo) ou por simplicidade, são usados frequentemente alguns corantes que mudam de cor em diferentes faixas de pH (indicadores), que são menos precisos (menos exatos) que os medidores de pH.
Imagens da esquerda para a direita: (A) Matylda Sęk/ GNU Free Documentation License. (B) Bordercolliez/ Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication
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A medida do valor de pH na prática
Indicadores ácido-base
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Medida do pH 
Peagâmetros: medem a condutividade elétrica da solução.
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Indicadores de pH
Para Ostwald, em sua “teoria iônica dos indicadores”, os indicadores são bases ou ácidos fracos cuja cor das moléculas não dissociadas difere da cor dos respectivos íons;
São substâncias químicas que fornecem indicação visual dependendo da acidez (pH) do meio;
São usados atualmente tanto em solução aquosa quanto em outras apresentações (papel indicador, por exemplo).
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Como os indicadores mudam de cor?
Os indicadores de pH são, portanto, bases ou ácidos orgânicos fracos que possuem formas com cores diferentes dependendo do pH do meio;
A coloração se dá graças a um rearranjo molecular causado pela variação do pH do meio, o que proporciona o surgimento ou desaparecimento dos grupos cromóforos (responsáveis pela cor).
HO
OH
C
O
O
C
-O
C
O
OH
O
O
Br
O
SO³
Br
OH
SO³
Br
O
Br
fenolftaleína
Forma ácida
incolor
Forma alcalina
Vermelho - violácea
H+
OH-
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Indicadores ácido-base
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A medida do valor de pH na prática
01) A concentração dos íons H+ de uma solução é igual a 0,0001. O pH desta solução é:
a) 1.
b) 2.
c) 4.
d) 10.
e) 14.
pH = – log [H+]
[ H + ] = 0,0001 mol/L = 10 – 4 mol/L
pH = 4 
pH = – log 10 – 4 
pH = – (– 4) . log 10
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02) (PUC-RIO/2008) O estômago produz suco gástrico constituído de ácido clorídrico, muco, enzimas e sais. O valor de pH no interior do estômago deriva, principalmente, do ácido clorídrico presente. Sendo o ácido clorídrico um ácido forte, a sua ionização é total em meio aquoso, e a concentração de H+ em quantidade de matéria nesse meio será a mesma do ácido de origem. Assim, uma solução aquosa de ácido clorídrico em concentração 0,01 mol L-1 terá pH igual a:
a) 2.
b) 4.
c) 5.
d) 7.
e) 9.
pH = – log [H+]
[ H + ] = 0,01 mol/L = 10 – 2 mol/L
pH = 2 
pH = – log 10 – 2
pH = – (– 2) . log 10
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pOH= -log(8. 10-5)
pOH=-(log8 +log10-5)
pOH= -(0,9 +(-5.log10)
pOH= -(0,9 -5)
pOH= -0,9 + 5
pOH= 4,1
pH + pOH=14
pH + 4,1= 14
pH= 14 - 4,1
pH=9,9
04) Aconcentração hidrogeniônica de uma solução é de 
 3,45 x 10 – 11 íons – g/L. O pH desta solução vale:
Dado: log 3,45 = 0,54
a) 11.
b) 3.
c) 3,54.
d) 5,4.
e) 10,46.
pH = – [ 0,54 – 11 ]
pH = 11 – 0,54
pH = 10,46
pH + pOH = 14
pOH = 14 - 10,46 = 3,54 
[ H + ] = 3,45 x 10 – 11 íons – g/L
pH = – log ( 3,45 x 10 – 11 )
pH = – log [H+]
pH = – [ log 3,45 + log 10 -11 ] 
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10 – 3 
10 – 6 
= 10 3 
05) Considere os sistemas numerados (25°C)
pH = 6,0
Saliva
5
pH = 8,5
Sal de frutas
4
pH = 8,0
Clara de ovos
3
pH = 6,8
Leite
2
pH = 3,0
Vinagre
1
A respeito desses sistemas, NÃO podemos afirmar:
a) São de caráter básico os sistemas 3 e 4.
b) O de maior acidez é o número 1.
 O de número 5 é mais ácido que o de número 2.
 O de número 1 é duas vezes mais ácido que o de número 5.
e) O de menor acidez é o sal de frutas.
o 1 é 1000 vezes
mais ácido do que 5, então é FALSO
“ 1 “ tem pH = 3  [ H+] = 10 – 3 
“ 5 “ tem pH = 6  [ H+] = 10 – 6 
06) (UPE-2004 - Q1) Na tabela, há alguns sistemas aquosos com os respectivos valores aproximados de pH, a 25°C.
pH = 3,0
vinagre
saliva
limpa - forno
pH = 8,0
pH = 13,0
pH = 9,0
pH = 1,0
água do mar
suco gástrico
Considerando os sistemas aquosos da tabela, é correto afirmar que:
 O vinagre é três vezes mais ácido que o suco gástrico.
pH = 3,0
vinagre
pH = 1,0
suco gástrico
[ H ] = 10 M
+ 
– 3 
[ H ] = 10 M
+ 
– 1 
= 10 
– 2 
é 100 vezes menor 
b) No vinagre, a concentração de íons H3O é cem mil vezes maior que a da saliva.
+
pH = 3,0
vinagre
pH = 8,0
saliva
[ H ] = 10 M
+ 
– 3 
[ H ] = 10 M
+ 
– 8 
= 10 
5 
é 100000 vezes maior 
A água do mar é menos alcalina que a saliva e mais ácida que o vinagre.
 O sistema aquoso limpa - forno é o que contém o menor número de mols de oxidrila por litro.
O suco gástrico constitui um sistema aquoso fracamente ácido..
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07) (Covest-2003) As características ácidas e básicas de soluções aquosas
 são importantes para outras áreas além da “Química”, como, por
 exemplo, a Saúde Pública, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas
 características das soluções aquosas são quantificadas pelo pH, cuja
 escala é definida em termos da constante de ionização da água (Kw) a
 uma dada temperatura. Por exemplo, a 25C a constante de ionização
 da água é 10–14 e a 63 C é 10–13. Sobre o pH de soluções aquosas a 
 63C julgue os itens abaixo:
pH + pOH = 13. 
V
0
F
0
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5. 
1
1
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0. 
2
2
Uma solução com pH igual a 6,7 é ácida. 
3
3
4
4
A concentração de íons hidroxila na água pura (neutra) é
igual 10–7 mol/L. 
0
6,5
13
ácida
neutra
básica
63ºC
Kw = 10
– 13
08)(Covest – 2004) Sabendo-se que, a 25°C, o cafezinho tem pH = 5,0, o suco de
 tomate apresenta pH = 4,2, a água sanitária pH = 11,5 e o leite, pH = 6,4,
 pode-se afirmar que, nesta temperatura:
 o cafezinho e a água sanitária apresentam propriedades básicas.
 o cafezinho e o leite apresentam propriedades básicas.
 a água sanitária apresenta propriedades básicas.
 o suco de tomate e a água sanitária apresentam propriedades
 ácidas.
e) apenas o suco de tomate apresenta propriedades ácidas.
0
7,0
14
ácida
neutra
básica
25ºC
Kw = 10
– 14
Cafezinho: pH = 5,0
Propriedades ácidas
Suco de tomate: pH = 4,2
Propriedades ácidas
Água sanitária: pH = 11,5
Propriedades básicas
Leite: pH = 6,4
Propriedades ácidas
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
09)(Covest – 2007) O pH de fluidos em partes distintas do corpo humano tem
 valores diferentes, apropriados para cada tipo de função que o fluido exerce
 no organismo. O pH da saliva é de 6,5; o do sangue é 7,5 e, no estômago, o
 pH está na faixa de 1,6 a 1,8. O esmalte dos dentes é formado, principalmente
 por um mineral de composição Ca10(PO4)6(OH)2. Após as refeições, ocorre
 diminuição do pH bucal.
 O pH do sangue é mantido aproximadamente constante pelo seguinte
 equilíbrio químico, envolvendo o íon bicarbonato:
Com base nestas informações avalie as seguintes proposições:
A concentração de íons H+ é maior na saliva que no sangue. 
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
A concentração de H+ no estômago é maior que 10 – 2 mol/L. 
Um aumento na acidez da saliva pode resultar em ataque ao esmalte dos dentes. 
O bicarbonato pode ser usado para elevar o pH do estômago. 
A adição de uma base em um meio contendo acido carbônico, íons
Hidrogênio e bicarbonato causará deslocamento do equilíbrio mostrado no enunciado da questão no sentido da formação dos
reagentes. 
V F
10) (Fuvest – SP) À temperatura ambiente, o pH de um certo refrigerante,
 saturado com gás carbônico, quando em garrafa fechada, vale 4. Ao
 abrir-se a garrafa, ocorre escape de gás carbônico. Qual deve ser o
 valor do pH do refrigerante depois de a garrafa ser aberta?
 pH = 4.
 0 < pH < 4.
 4 < pH < 7.
 pH = 7.
 7 < pH < 14.
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 Apenas a I e a II estão corretas.
Apenas a III e a IV estão corretas.
 Apenas a I, II e a III estão corretas.
 Apenas a II e a III estão corretas.
 Apenas a I e a IV estão corretas.
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11. (UFRR) Dada duas soluções:
A – [H+] = 1,0 . 10-6
B – [0H-] = 1,0 . 10-8
Podemos afirmar que:
O pOH da solução A é igual ao pOH da solução B.
O pH da solução A é igual ao pH da solução B.
As duas soluções são ácidas.
A solução B é mais básica que a solução A.
EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 153
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EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 156
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VVV
EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 157
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EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 157
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10-4 = 102
10-6C
EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 157
Prof. Eloisa
10-1 = 103
10-4
10-2 = 102 v
10-4
10-7,5 = 103,5
10-10,5
10-12 = 10-1
10-11
EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 158
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EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 158
17. (Unimesp-SP) A tabela indica o pH aproximado 
de alguns sistemas a 25ºC. 
Considerando as informações, a afirmativa falsa é:
	Sistema	pH
	Suco de limão	2,5
	Vinagre	3,0
	Suco de tomate	5,0
	Sangue humano	7,5
	Leite de magnésia	11,0
A concentração dos íons H3O+ no sangue humano é inferior a 10-7 mol/L.
A concentração dos íons H3O+ no vinagre é inferior a 10-3 mol/L.
A concentração dos íons OH- no leite de magnésia é inferior a 10-11 mol/L.
A concentração dos íons OH- no suco de tomate é maior do que o vinagre.
O suco de limão é mais ácido do que o vinagre.
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EXERCÍCIOS APRENDIZAGEM Pag 162
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HCO
HCO
23
+
-
( aq )
3
( aq )
H
+
( aq )