Química · 9.ª–12.ª classe
O que é o pH?
Resposta curta
O pH é uma medida da acidez de uma solução aquosa, definida por pH = −log[H3O+], onde [H3O+] é a concentração de iões hidrónio em mol/dm3. A 25 °C, pH menor que 7 indica solução ácida, pH igual a 7 neutra e pH maior que 7 básica. Cada unidade de pH corresponde a uma variação de 10 vezes na concentração.
Definição e características
Definição formal e explicação simples
A definição formal é pH = −log[H3O+] (também se escreve [H+]). O logaritmo transforma números muito pequenos, como 0,0000001 mol/dm3, em números fáceis de usar: 10-7 dá pH 7. Em termos simples, quanto menor o pH, mais ácida é a solução.
A escala de pH
| pH (a 25 °C) | Tipo de solução | [H3O+] típica |
|---|---|---|
| 0 a 6 | ácida | 1 a 10-6 mol/dm3 |
| 7 | neutra | 10-7 mol/dm3 |
| 8 a 14 | básica | 10-8 a 10-14 mol/dm3 |
O valor 7 como ponto neutro depende da temperatura: vale para 25 °C, onde o produto iónico da água é 10-14. Nessas condições, pH + pOH = 14.
Cada unidade vale dez vezes
Uma solução de pH 3 tem 10 vezes mais H3O+ do que uma de pH 4 e 100 vezes mais do que uma de pH 5. Por isso a diferença de 1 ou 2 unidades é enorme.
pH e concentração
pH = −log[H3O+] [H3O+] = 10-pH mol/dm3
Como se mede
- Indicadores: fenolftaleína (incolor em meio ácido, rosa em meio básico), tornesol e indicador universal, que dá uma gama de cores.
- Papel indicador de pH: tira que muda de cor.
- Medidor de pH (potenciómetro): elétrodo que dá o valor numérico com maior precisão.
Exemplos do quotidiano
Valores aproximados, que variam com a amostra:
- Sumo de limão: cerca de 2 (muito ácido, por causa do ácido cítrico).
- Vinagre: cerca de 2,5 a 3.
- Água pura: 7.
- Sangue humano: cerca de 7,4, ligeiramente básico e mantido dentro de limites estreitos.
- Água do mar: cerca de 8.
- Lixívia doméstica e produtos de desentupir: pH muito elevado, perto de 12 a 13.
Importância e aplicações
- Agricultura: o pH do solo influencia a absorção de nutrientes pelas plantas.
- Tratamento de água: controla-se o pH para a tornar segura e evitar corrosão de canos.
- Saúde e cosmética: produtos de pele e champôs são formulados perto do pH da pele.
- Indústria alimentar: o pH ácido ajuda a conservar alimentos como picles.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Do valor de [H3O+] ao pH
Enunciado: Numa amostra, [H3O+] = 1 × 10-4 mol/dm3. Calcule o pH e classifique.
Resolução:
- pH = −log(10-4).
- log(10-4) = −4, logo pH = 4.
- 4 é menor que 7.
Resposta: pH = 4, solução ácida. Verificação: 10-4 dá pH 4.
Exemplo 2 — Do pH à concentração
Enunciado: Uma água de poço tem pH 6. Qual é a [H3O+]?
Resolução:
- [H3O+] = 10-pH.
- Com pH 6: 10-6 mol/dm3.
Resposta: 1 × 10-6 mol/dm3; é ligeiramente ácida.
Exemplo 3 — Comparar duas soluções
Enunciado: O sumo de uma fruta tem pH 3 e uma bebida tem pH 5. Qual é mais ácida e quantas vezes?
Resolução:
- O menor pH é o mais ácido: o sumo (pH 3).
- Diferença de pH: 5 − 3 = 2 unidades.
- Cada unidade vale ×10, logo 10 × 10 = 100.
Resposta: o sumo é mais ácido; tem 100 vezes mais H3O+.
Erros e confusões frequentes
- Achar que pH maior é mais ácido. É o contrário: pH baixo, acidez alta.
- Tratar a escala como linear. pH 3 não é «o dobro» de pH 6: é 1 000 vezes mais H3O+.
- Pensar que pH 7 é neutro em qualquer temperatura. A neutralidade a 7 aplica-se a 25 °C.
- Esquecer o sinal negativo na fórmula; sem ele o pH daria negativo para soluções diluídas.
- Dizer que o pH só vai de 0 a 14. Esse é o intervalo habitual, mas soluções muito concentradas podem fugir dele.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Classifique como ácida, neutra ou básica a 25 °C: (a) pH 2; (b) pH 7; (c) pH 10.
Ver solução
(a) ácida; (b) neutra; (c) básica.
2Exercício 2
Calcule o pH de uma solução com [H3O+] = 1 × 10-2 mol/dm3.
Ver solução
pH = −log(10-2) = 2.
3Exercício 3
Qual a [H3O+] de uma solução de pH 9? Será ácida ou básica?
Ver solução
10-9 mol/dm3. Como 9 é maior que 7, é básica.
4Exercício 4
A solução A tem pH 2 e a solução B tem pH 4. Quantas vezes A tem mais H3O+ do que B?
Ver solução
Diferença de 2 unidades: 102 = 100 vezes mais.
5Exercício 5
A fenolftaleína fica rosa numa solução de limpeza. O que se pode concluir quanto ao pH?
Ver dica
Lembre-se em que meio a fenolftaleína é rosa.
Ver solução
A solução é básica, logo o pH é maior que 7 (a fenolftaleína só muda para rosa a partir de aproximadamente pH 8).
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre pH e acidez?
A acidez é a propriedade de a solução ter H3O+. O pH é o número, em escala logarítmica, que a quantifica. A acidez total de um ácido fraco pode ser grande mesmo com pH relativamente alto.
Para que serve saber o pH na prática?
Para controlar solos agrícolas, piscinas, água de consumo e alimentos, e para verificar se um produto de limpeza ou cosmético é agressivo.
Que erros se cometem mais sobre o pH?
Julgar que a escala é linear, confundir pH baixo com alcalino e esquecer que o 7 neutro é válido a 25 °C.
O pH da água da chuva é 7?
Em geral é ligeiramente ácido, por causa do dióxido de carbono dissolvido, que forma ácido carbónico. Só a água pura sem gases dissolvidos teria pH 7.
Resumo
- pH = −log[H3O+], medida da acidez de soluções aquosas.
- A 25 °C: pH < 7 ácida, pH = 7 neutra, pH > 7 básica.
- A escala é logarítmica: cada unidade muda a concentração 10 vezes.
- [H3O+] = 10-pH mol/dm3.
- Mede-se com indicadores, papel de pH ou potenciómetro.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre equilíbrio ácido-base.
- Os manuais escolares aprovados de Físico-Química do ensino secundário.
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