Como calcular a concentração de H a partir do pH

No cotidiano, o pH é usado geralmente para descrever a neutralidade (ou falta de) de certo item doméstico. Na ciência, trata-se de uma medição da quantidade de íons presentes em uma solução. Se estiver em um curso de química ou ciências, você talvez precise saber como calculá-lo com base na concentração. Aprenda a calcular o pH usando a equação:

1. 1

   Entenda o conceito do pH. Ele representa uma medida da concentração de íons de hidrogênio presentes em uma solução. Quando há uma alta concentração de íons de hidrogênio, a solução é ácida. Quando é baixa, por sua vez, ela é básica — também chamada de alcalina. Os íons de hidrogênio, também conhecidos como hidrônio, costumam ser escritos de forma química como

   
   ou
   
   .
   • Conheça a escala pH. Ela costuma estar representada indo de
     
     a
     
     . Quanto menor o número, mais ácida a solução — e, quanto maior o número, mais básica ela é. O suco de laranja teria um pH de
     
     , por exemplo, sendo bastante ácido. De modo oposto, a água sanitária tem um pH de
     
     por sua alcalinidade. Os números mais intermediários são neutros, como a água, que tem um pH de
     
     .
   • Um nível de pH equivale a uma diferença de
     
     vezes. Ao se comparar os pHs e
     
     , por exemplo, o pH é dez vezes mais ácido que o pH . Da mesma forma, o pH seria
     
     vezes mais ácido que o pH
     
     .

2. 2

   Defina o pH em uma equação. A escala é calculada com base em um logaritmo negativo. O logaritmo negativo com base

   
   indica simplesmente quantas vezes um número deve ser dividido por até chegar em
   
   .[1] X Fonte de pesquisa Ir à fonte A equação do pH pode ser escrita da seguinte maneira: .
   • Ela às vezes estará descrita como
     
     . Saiba apenas que independente de conter ou , a equação é a mesma.
   • Não é crucial ter um entendimento concreto do que é um logaritmo negativo para se calcular o pH. A maioria das calculadoras usadas no ensino médio e na universidade contém um botão logarítmico.

3. 3

   Entenda o conceito da concentração. Ela se refere ao número de partículas de um composto em uma solução relativo ao volume dessa mesma solução.[2] X Fonte de pesquisa Ir à fonte No caso do pH, é preciso fazer uso da concentração molar para que a fórmula funcione. A concentração molar, também chamada de molaridade, representa a quantidade de moles de composto dissolvido por litro de solução. Sua unidade de medida é o moles por litro (

   
   ), também chamado de molar (
   
   . Se estiver usando uma solução no laboratório, a concentração estará já escrita no rótulo. Ao lidar com uma tarefa de química, a concentração geralmente será dada no enunciado.

1. 1

   Lembre-se da equação do pH. Ela é escrita da seguinte maneira> .[3] X Fonte de pesquisa Ir à fonte É crucial que você saiba o que cada um desses termos representam. Note qual deles é usado para a concentração.

   • Na química, colchetes costumam indicar "a concentração de algo". Desse modo, a equação do pH seria lida como "o pH é igual ao logaritmo negativo da concentração de íons hidrônio".

2. 2

   Identifique a concentração real. Leia e releia o enunciado da questão. Identifique a concentração do ácido ou da base. Anote toda a equação em uma folha de papel com os valores conhecidos representados na equação.[4] X Fonte de pesquisa Ir à fonte Lembre-se sempre de incluir as unidades para evitar se confundir.

   • Se a concentração equivale a
     
     , por exemplo, escreva a equação do pH da seguinte forma:
     
     .

3. 3

   Resolva a equação. Ao solucioná-la, você precisa usar uma calculadora científica. Primeiramente, pressione o botão "negativo", geralmente escrito como "

   
   ". Agora, pressione o botão logarítmico — a tela exibirá "
   
   ".[5] X Fonte de pesquisa Ir à fonte Escreva agora um parêntese aberto e insira a concentração, sem se esquecer de inserir expoentes quando necessários.[6] X Fonte de pesquisa Ir à fonte Avance fechando o parêntese[7] X Fonte de pesquisa Ir à fonte e, nesse ponto, você verá "
   
   ^
   
   ". Pressione igual. O pH será de aproximadamente
   
   .

1. 1

   Identifique as incógnitas conhecidas. Primeiramente, escreva a equação do pH. A seguir, identifique os valores presentes escrevendo-os diretamente abaixo da fórmula. Se você sabe que o pH é de

   
   , por exemplo, anote-o sob a equação.

2. 2

   Reordene a equação. Essa reordenação requer um profundo entendimento algébrico. Para calcular a concentração a partir do pH, você deve entender que o inverso de

   
   é " à potência de". Comece trocando o sinal negativo do lado logarítmico para o lado do pH. A seguir, eleve à potência de
   
   cada lado
   
   . Desse modo, " à potência de" e são inversos entre si e se cancelam mutuamente.
   • Como exemplo, se tornará
     
     . O pH poderá então ser preenchido como .

3. 3

   Resolva a equação. Ao trabalhar com um logaritmo inverso, o processo da calculadora se torna bastante peculiar. Lembre-se de que o logaritmo é um tipo de multiplicação por . Para inserir a equação, pressione . A seguir, pressione o botão de expoente "EXP", seguindo com o sinal negativo e o valor. Pressione igual.

   • Como exemplo, tome o valor de pH de . Pressione "" seguido por "
     
     " para deixá-lo negativo. Por fim, digite o pH de "". Pressione igual. Você receberá como resultado aproximadamente
     
     ou
     
     . Isso significa que a concentração analisada equivale a
     
     .

4. 4

   Reflita na resposta encontrada. O pH neutro é igual à concentração de íons hidrônio de

   
   . A solução com pH é básica, de modo que conterá uma quantidade menor de íons hidrônio. Ao observar a resposta, , você notará se tratar de um número bem menor que
   
   , indicando que a resposta faz pleno sentido.

• Se calcular o pH parecer muito difícil, há muitas fontes e referências à sua disposição. Use o livro didático e converse com o professor se precisar de mais ajuda.

Este artigo foi coescrito por Chris Hasegawa, PhD. O Dr. Chris Hasegawa foi Professor de Ciências e Reitor da California State University em Monterey Bay. O Dr. Hasegawa é especialista em ensino de conceitos científicos complexos. É formado em Bioquímica, Mestrado em Educação e sua licença de ensino pela University of California, Davis. É Doutor em Currículo e Instrução pela University of Oregon. Antes de se tornar professor, o Dr. Hasegawa conduziu pesquisas bioquímicas em Neurofarmacologia no National Institute of Health. Ensinou sobre ciências da vida e aspectos físicos da vida. Atuou como professor e diretor em escolas públicas da California, do Oregon e do Arizona. Este artigo foi visualizado 142 855 vezes.

Categorias: Química

Esta página foi acessada 142 855 vezes.