pH, pOH e Kw

• pH, pOH, e Kw

Primeiramente vejamos o que significa cada uma das siglas:

Kw = Produto iônico da água, pH = Potencial hidrogeniônico,  pOH = Potencial hidroxiliônico
Kw é a constante que representa o Equilíbrio iônico da água, para atingir o equilíbrio é necessário que as moléculas de água sejam quebradas, esse processo é possível através das colisões intermoleculares do meio aquoso. Veja a equação que representa o processo:

Na água pura, a concentração de íons H+ é sempre igual à concentração de íons OH-, pois cada molécula de água ionizada é originada de um íon H+ e um íon OH-.
H₂0 pura → [H+] = [OH-] 
H₂0 pura a 25ºC: as concentrações em mol/L de H⁺ e OH^- são iguais entre si e apresentam um valor igual a 1,0 x 10^-7 mol/L.
[H⁺] = [OH^-] = 1,0 x10^-7 mol/L 
Então, se considerarmos o equilíbrio da água teremos:
Baseando-se nos valores de [H+] e [OH-], o valor de Kw pode ser calculado:Kw = 1,0 x 10-7 . 1,0 x 10^-7
A uma temperatura de 25ºC: Kw = 1,0 x10^-14 
pH e pOH: As relações abaixo representam esses valores:
pH = -log [H+] = [OH-]
pOH = - log [OH-] 
A escala de pH é representada por valores de 0 a 14, uma vez que, quanto mais ácida for a solução, menor será o pH e quanto mais básica for a solução, maior será o pH.
pH < 7 - solução ácidapH > 7 - solução básicapH = pOH = 7 - solução neutra.

Exercitando:

01) Qual o pH de uma solução de HCl 0,01 M que está totalmente ionizada?

Resolução

HCl è H⁺ + Cl

10^-2M è 10^-2M + 10^-2M

pH = -log[H⁺]

pH = -log10^-2

pH = 2

 Comentário : Nível fácil, requer apenas o conhecimento da fórmula de pH, na qual mostramos acima.

 02) Qual o pH de uma solução de HCN 0,02 molar que está 0,5% ionizada?

Resolução
HCN  ßà  H⁺ + CN^-

0,02 M    à    100%

xM          à     0,5%

x = 10^-4M

0,02Mßà  10^-4M + 10^-4M

[H⁺] = 10^-4M

pH = -log10^-4

pH = 4

  Comentário : Nível fácil, pois requer conhecimento de cálculo algébrico, fórmula da concentração hidrogeniônica, e  potencial hidrogeniônico.

03). Qual o pH de uma solução de NH₄OH 0,02 M que está 0,5% ionizada?

Resolução

NH₄OH  ßà NH⁺₄ + OH^-

0,02 M    à    100%

xM          à     0,5%

x = 10^-4M

0,02Mßà  10^-4M + 10^-4M

[OH^-] = 10^-4M

pOH = -log10^-4

pOH = 4

pH + pOH = 14

pH + 4 = 14

pH = 10

  Comentário : Nível fácil, pois requer conhecimento de cálculo algébrico, fórmula da concentração hidrogeniônica, e  potencial hidrogeniônico.