Aula 6 - FQ - Conceito e determinação de pH e pOH com exercícios

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Conceito e determinação de pH e pOH 
 
O que é pH? 
 
Carolina Batista 
Professora de Química 
O pH corresponde ao potencial hidrogeniônico de uma solução. Ele é 
determinado pela concentração de íons de hidrogênio (H+) e serve para medir o 
grau de acidez, neutralidade ou alcalinidade de determinada solução. 
Além do pH existe também outra grandeza que determina a acidez e 
a basicidade de um sistema aquoso: o pOH (potencial hidroxiliônico). 
Essa escala possui a mesma função que o pH, embora seja menos 
utilizada. 
 
Escala de pH 
 
Representação da escala de pH 
O pH é representado numa escala que varia de 0 a 14. Ela mede a acidez e 
basicidade de uma solução. 
Sendo assim, o pH 7 representa uma solução neutra (por exemplo, a água pura). 
Já os que estão antes dele são consideradas soluções ácidas (pH ácido), e os que 
estão após o 7 são as soluções básicas (pH alcalino). 
Feita essa observação, o caráter ácido é crescente da direita para a esquerda. Já 
o caráter básico, da esquerda para a direita. Note que, quanto menor o valor do 
pH mais ácida será a solução. 
Representação das escalas de pH e pOH 
 
Exemplos 
Soluções Ácidas 
Solução pH 
Suco gástrico 2,0 
Suco de limão 2,2 
Vinagre 3,0 
Café 5,0 
Leite de vaca 6,4 
Veja também: Ácidos 
Soluções Básicas 
Solução pH 
Sangue humano 7,35 
Água do mar 7,4 
Bicarbonato de sódio 8,4 
Leite de magnésia 10,5 
Alvejante 12,5 
 
 
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Como calcular o pH? 
Em 1909, o químico dinamarquês Soren Sörensen (1868-1939) propôs que a 
acidez das soluções, medida em termos das concentrações de íons H+, tivesse 
seus valores transformados utilizando logaritmos para facilitar a compreensão. 
 
Na temperatura de 25 ºC o produto iônico da água é igual a 10–14 mol2/L2. 
 
Aplicando o cologaritmo na expressão, temos que: 
 
Através dessa expressão, podemos obter o valor corresponde de uma escala em 
outra através da subtração. 
 
 
Como medir o pH? 
O controle do pH é importante não só para fins científicos, mas também no 
cotidiano. 
O pH da piscina precisa ser verificado, assim como o pH do aquário e até mesmo 
o pH do solo para possibilitar certos tipos de plantações. 
Veja a seguir as principais formas de medir o pH. 
Indicador ácido-base 
Os chamados indicadores ácidos-bases são utilizados para medir o pH de uma 
solução. Eles são substâncias que mudam de cor indicando o caráter da solução. 
Os indicadores mais utilizados são: o tornassol e a fenolftaleína. 
 
Indicador de pH 
 
Peagâmetro 
Além dos indicadores, o pH de uma solução pode ser medida através de um 
instrumento chamado de peagâmetro. Esse aparelho eletrônico mede a 
condutividade elétrica da solução e converte para a escala dos valores de pH. 
pHmetro digital 
pH representa o potencial hidrogeniônico e pOH é o potencial 
hidroxiliônico das soluções. 
Tratam-se de escalas logarítmicas utilizadas para medir o caráter ácido e básico 
de uma amostra. 
Os valores que as compõem variam de 0 a 14 e foram obtidos a partir do 
equilíbrio iônico da água. 
Uma solução neutra tem pH igual a 7. Os valores abaixo de 7 classificam as 
soluções em ácidas, enquanto que após o 7 as soluções são básicas. 
De posse do valor de pH é possível descobrir o correspondente na escala de 
pOH, apenas fazendo uma subtração. 
Equilíbrio iônico da água 
Uma molécula de água tem a capacidade de se ionizar conforme a equação: 
 
Temos aqui um equilíbrio iônico, pois o processo é reversível e os íons também 
podem se unir e formar novamente uma molécula de água. 
Outra forma de demonstrar o equilíbrio que ocorre é através da autoionização. 
 
 
Uma molécula de água gerou íons hidrônio (H3O+) e hidroxila (OH-) através da 
ruptura de uma segunda molécula. 
 
 
 
 
Produto iônico da água (Kw) 
A constante para o equilíbrio iônico da água é: 
 
Como a água é um líquido puro, sua concentração é tida como 1 e não interfere 
no valor da constante. Sendo assim, a expressão se torna: 
 
O produto iônico da água é . 
Essa expressão recebe o símbolo Kw (W vem da palavra água em inglês - water) e 
assim como a constante de equilíbrio, varia conforme a temperatura. 
 
 
Fonte: K. W. Whitten et al. General Chemistry. 6. ed. Orlando, Saunders, 2000. p. 755. 
 
Determinação de pH e pOH 
Na temperatura de 25 ºC temos que o produto iônico da água é: 
 
Na ionização da água pura, 1 mol de H3O+ é formado com 1 mol de OH- . 
Logo, 
Como esses valores são extremamente baixos, decidiu-se utilizar os valores de 
cologaritmos, que correspondem ao logaritmo com sinal trocado. 
 
Aplicando-se o cologaritmo no produto iônico da água, temos que: 
 
Podemos observar que: se conhecermos o pH de uma solução, o valor de pOH 
pode ser encontrado subtraindo de 14 o primeiro valor. 
 
 
 
Acidez e basicidade das soluções 
Solução neutra: a concentração de íons hidrônio é igual a de hidroxilas. 
[H3O+] = 1,0 . 10-7 mol/L pH = 7 
[OH-] = 1,0 . 10-7 mol/L pOH = 7 
Exemplo: água pura. 
Solução ácida: a concentração de íons hidrônio é maior que de hidroxilas. 
[H3O+] 1,0 . 10-7 mol/L pH 7 
[OH-] 1,0 . 10-7 mol/L pOH 7 
Exemplo: refrigerante, limão e tomate. 
Solução básica: a concentração de hidroxilas é maior que de íons hidrônio. 
[H3O+] 1,0 . 10-7 mol/L pH 7 
[OH-] 1,0 . 10-7 mol/L pOH 7 
Exemplo: ovo, sabonete e alvejante. 
 
 
Cálculo de pH 
O conceito de potencial hidrogeniônico foi criado pelo químico dinamarquês 
Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) para expressar a acidez de uma solução por 
meio da concentração de H+. 
Veja a tabela a seguir demonstrando a ionização de um ácido: 
 
 
Molaridade inicial 0,020 0 0 
Ionização 0,001 0,001 0,001 
Molaridade no equilíbrio 0,019 0,001 0,001 
 
No exemplo temos que a concentração de íons H+ é 0,001. Sendo assim, o pH da 
solução é: 
[H+] = 0,001 = 10-3 
pH = - log 10-3 = 3 
Como o pH da solução é menor que 7, essa solução é ácida. 
 
Resumo sobre pH e pOH 
Definições 
pH: potencial hidrogeniônico da solução. 
pOH: potencial hidroxiliônico da solução. 
Fórmula geral pH + pOH = 14 
Soluções 
Neutras pH = pOH = 7 
Ácidas 
pH < 7 
pOH > 7 
Básicas 
pOH < 7 
pH > 7 
Cálculo de pH pH = - log [H+] 
Cálculo de pOH pOH = - log [OH-] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercícios sobre pH e pOH 
1. (FMTM) O pH do suco gástrico, uma solução aquosa de ácido clorídrico (HCℓ), 
é, aproximadamente, 2. Portanto, a massa, em gramas, de HCℓ existente em 
cada litro de suco gástrico, é 
Dados: Massas molares (g/mol) H = 1, Cℓ = 35,5 
a) 7,3 · 10-2 
b) 3,65 · 10-1 
c) 10-2 
d) 2 
e) 10 
 
Alternativa correta: b) 3,65 · 10-1. 
1º passo: calcular a concentração de íons H+. 
 
 
2º passo: calcular a massa molar do HCl. 
 
3º passo: calcular a massa de ácido clorídrico em cada litro de suco gástrico. 
 
 
 
2. (UEMG) Vários produtos de limpeza apresentam amônia em sua constituição. 
O rótulo de um desses produtos indica pH = 11. Isso significa que a concentração 
de cátions hidroxônio e a de ânions hidroxila nesse produto são, 
respectivamente: 
a) 1 . 10-3 e 1 . 10-11 
b) 1 . 10-11 e 1 . 10-7 
c) 1 . 10-11 e 1 . 10-3 
d) 1 . 10-11 e 1 . 10-11 
 
Alternativa correta: c) 1 . 10-11 e 1 . 10-3. 
 
a) ERRADA. Essas concentrações correspondem à uma solução de pH = 3. 
 
b) ERRADA. Embora a concentração de H+ indique que o pH da solução é 11, a 
concentração de íons OH- está errada, pois deveria ser 3, já que: pOH = 14 - pH. 
 
c) CORRETA. pH = 11 e pOH = 3, pois pH + pOH = 14. 
 
d) ERRADA. Embora a concentração de H+ indique que o pH da solução é 11, a 
concentração de íons OH- está errada, pois deveria ser 3, já que: pOH = 14 - pH. 
 
 
3. (UFRGS) Qual das soluções aquosas a seguir apresenta o pH mais elevado? 
a) NaOH 0,1 mol/L 
b) NaCl 0,5 mol/L 
c) H2SO4 1,0 mol/L 
d) HCl 1,0 mol/L 
e) KOH 0,2 mol/L 
 
Alternativa correta: e) KOH 0,2 mol/L.a) ERRADA. A solução é básica, pois seu pH é maior que 7, mas não tem o pH 
mais elevado das alternativas. 
 
b) ERRADA. O NaCl é um sal, pois é produto de uma reação de ácido e base 
fortes. Logo, seu pH é neutro. 
 
c) ERRADA. O ácido sulfúrico é um ácido forte, logo seu pH é baixo. 
 
d) ERRADA. O ácido clorídrico é um ácido forte, logo seu pH é baixo. 
 
e) CORRETA. A solução é básica, pois seu pH é maior que 7. 
 
 
1. (Enem/2014) Um pesquisador percebe que o rótulo de um dos vidros em que 
guarda um concentrado de enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual 
enzima o vidro contém, mas desconfia que seja uma protease gástrica, que age 
no estômago digerindo proteínas. 
Sabendo que a digestão no estômago é ácida e no intestino é básica, ele monta 
cinco tubos de ensaio com alimentos diferentes, adiciona o concentrado de 
enzimas em soluções com pH determinado e aguarda para ver se a enzima age 
em algum deles. 
O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do 
pesquisador está correta é aquele que contém: 
a) cubo de batata em solução com pH = 9 
b) pedaço de carne em solução com pH = 5 
c) clara de ovo cozida em solução com pH = 9 
d) porção de macarrão em solução com pH = 5 
e) bolinha de manteiga em solução com pH = 9 
 
Alternativa correta: b) pedaço de carne em solução com pH = 5. 
A protease é uma enzima que digere proteínas e por ser gástrica ela age no 
estômago, cujo pH é ácido. 
Analisando as alternativas, temos que: 
a) ERRADA. A batata é rica em carboidrato e o pH do concentrado é básico. 
b) CORRETA. A carne contém proteínas e as enzimas poderão agir nela, além do 
que o pH do concentrado é ácido, como o estômago. 
c) ERRADA. O pH do concentrado é básico. 
d) ERRADA. O macarrão é rico em carboidratos. 
e) ERRADA. O pH do concentrado é básico. 
 
2. (Udesc/2009) "Chuva ácida" é um termo que se refere à precipitação, a partir 
da atmosfera, de chuva com quantidades de ácidos nítrico e sulfúrico maiores 
que o normal. 
Os precursores da chuva ácida vêm tanto de fontes naturais, tais como vulcões e 
vegetação em decomposição, quanto de processos industriais, principalmente 
emissões de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio resultantes da queima de 
combustíveis fósseis. 
O pH da água da chuva considerado normal é de 5,5 (devido à presença de ácido 
carbônico proveniente da solubilização de dióxido de carbono). Um químico 
monitorando uma região altamente industrializada observou que o pH da água 
da chuva era igual a 4,5. 
Considerando que a acidez está relacionada com a concentração de H3O+, é 
correto afirmar que a água com pH 4,5 era: 
a) duas vezes mais básica que o normal. 
b) duas vezes mais ácida que o normal. 
c) dez vezes mais básica que o normal. 
d) dez vezes mais ácida que o normal. 
e) cem vezes mais ácida que o normal. 
 
Alternativa correta: d) dez vezes mais ácida que o normal. 
Segundo as expressões pH = - log [H+] e [H+] = 10-pH, temos que: 
pH = 5,5 
[H+] = 10-5,5 
pH = 4,5 
[H+] = 10-4,5 
A diferença entre os valores é: 10- 5,5 - ( - 4,5) = 10 -1 
Como a escala de pH é uma escala logarítmica, a mudança de uma unidade 
equivale à uma solução 10 vezes mais ácida. 
 
3. (UFMG/2009) Considere certa quantidade de água e suco de limão, 
misturados, contida em um copo. Analise estas três afirmativas concernentes a 
esse sistema: 
I. O sistema é ácido. 
II. O pH do sistema é maior que 7. 
III. No sistema, a concentração dos íons H+ é maior que a dos OH–. 
A partir dessa análise, é CORRETO afirmar que: 
a) apenas as afirmativas I e II estão certas. 
b) apenas as afirmativas I e III estão certas. 
c) apenas as afirmativas II e III estão certas. 
d) as três afirmativas estão certas. 
 
Alternativa correta: b) apenas as afirmativas I e III estão certas. 
I. CORRETA. O limão contém o ácido cítrico, que em solução libera íons H+ e por 
isso o sistema é ácido. 
II. ERRADA. O pH é menor que 7, caracterizando um sistema ácido: quanto mais 
próximo de 0 for o pH da solução, mais ácida ela é. 
III. CORRETA. O pH ácido é resultado da grande concentração de íons H+ em 
solução, pois pH = - log [H+].