As medições de pH

O pH é o símbolo para a grandeza físico-química potencial hidrogeniônico ou potencial de hidrogênio, que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer.

O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz Sørensen (1868-1939) com o objetivo de facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas (na época trabalhava no Laboratório Carlsberg, da cervejaria homônima). O "p" vem do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o íon de hidrogênio (H+). Às vezes é referido do latim pondus hydrogenii.

As substâncias em geral, podem ser caracterizadas pelo seu valor de pH , sendo que este é determinado pela concentração de íons de Hidrogênio (H+). Quanto menor o pH de uma substância, maior a concentração de íons H+ e menor a concentração de íons OH-.

Medida de pH:

Matematicamente, o "p" equivale ao simétrico do logaritmo (cologaritmo) de base 10 da atividade dos íons a que se refere. Para íons H+:

Sendo que representa a actividade em mol dm-3.

Em soluções diluídas (abaixo de 0,1 mol dm-3), os valores da atividade se aproximam dos valores da concentração, permitindo que a equação anterior seja escrito como abaixo:

O pH pode ser determinado usando um medidor de pH (também conhecido como pHmetro) que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro. O medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que converte o valor de potencial do eletrodo em unidades de pH. Este tipo de elétrodo é conhecido como eletrodo de vidro, que na verdade, é um eletrodo do tipo "íon seletivo".

O pH pode ser determinado indiretamente pela adição de um indicador de pH na solução em análise. A cor do indicador varia conforme o pH da solução. Indicadores comuns são a fenolftaleína, oalaranjado de metila e o azul de bromofenol.

Outro indicador de pH muito usado em laboratórios é o chamado papel de tornassol (papel de filtro impregnado com tornassol). Este indicador apresenta uma ampla faixa de viragem, servindo para indicar se uma solução é nitidamente ácida (quando ele fica vermelho) ou nitidamente básica (quando ele fica azul).

Do mesmo modo pode-se definir o pOH em relação à concentração de íons OH-. A partir da constante de dissociação da água que tem o valor de 10−14 à temperatura de 298 K (25 °C), pode-se determinar a relação entre pOH e pH. Assim, pela definição de Kw (produto iônico da água) tem-se a relação entre as duas atividades:

Kw = [H+] • [OH-]

Ao aplicar logaritmos, obtém-se a relação entre pH e pOH:

pKw = pH + pOH = 14

Os valores de pH variam de 0 a 14 e podem ser medidos através de um aparelho chamado phmetro, mas podemos medir o pH (com menos precisão) com o uso de indicadores. Mas o que é um indicador? É uma substância que revela a presença de íons hidrogênio livres em uma solução, ele muda de cor em função da concentração de H+ e de OH- de uma solução, ou seja, do pH.

Classificação de uma solução ácida ou básica:

pH 0 a 7 - soluções ácidas

pH = 7 - soluções neutras

pH acima de 7 - soluções básicas ou alcalinas.

A escala de pH é uma maneira de indicar a concentração de H+ numa solução. Esta escala varia entre o valor mínimo 0 (acidez máxima), e o máximo 14 (basicidade máxima). A 25ºC uma solução neutra tem um valor de pH=7.

Curiosidades da Química

Os logaritmos são fundamentais na Química para o cálculo do pH (potencial de hidrogênio iônico). O pH é um índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer, ou seja, o valor do pH indica se uma solução é ácida, básica ou neutra.

pH = - log [H+]

...onde, [H+] representa a concentração dos íons H+ expressa em mol/L O logaritmo nesta definição é o logaritmo comum, na base 10. Por exemplo:

1) Água pura a 25 °C

[H+] = 10 -7 mol/L

pH = - log[10 -7] = 7 ...pH = 7

2) Solução ácida a 25 °C

[H+] = 10 -5 mol/L

pH = - log[10 -5] ...pH= 5

3) Solução básica (alcalina) a 25 °C

[H+] = 10 -9 mol/L

pH = - log[10 -9] ...pH= 9

Em soluções ácidas:

pH<7...[H+] >10-7 mol/L ...[OH-]<10-7mol/L

Em solução básicas:

pH>7...[H+]<10-7mol/L...[OH-]>10-7mol/L

Do mesmo modo pode-se definir o pOH em relação à concentração de íons OH-.

pOH = - log [OH-]

A partir da constante de dissociação da água que tem o valor de 10-14 a 25°C, pode-se determinar a relação entre o pOH e o pH. Assim pela definição de Kw tem-se a relação entre as duas actividades:

Kw =[H+][OH-] = 14

Ao aplicar logaritmos, obtém-se a relação entre o pH e o pOH:

pH + pOH = 14

INDICADORES ÁCIDO-BASE

Os indicadores ácido-base são substâncias orgânicas que ao entrar em contato com um ácido