Question

O pH da água a 25 graus é 7. Qual o cálculo para se chegar a esse numero?

Answer 1

A alto ionização da água é representada pela seguinte expressão:

H2O = H+ + OH-

Fazendo a constante de equilibrio para a reação:

K=([H+]*[OH-])/[H2O]

Para 1 L de água, considerando a densidade de 1g por ml, pode-se achar o numero de mols nesse volume.

1000g = X

18 g = 1 mol

x= 55,55 mol/L (a água é solvente, e a dissociação da mesma é quase que irrelevante, podendo assim se considerar esse valor constante).

K=([H+]*[OH-])/[55,55]

Experimentalmente se calculou o valor de K = 1,82x10^-16 (a 25°C), logo:  

1,82x10^-16=[(H+)*(OH-)]/(55,55) , Passando o 55,55 multiplicando temos:

(H+)*(OH-) = 10-14. Aplicando -log(x): pois (pX= -log X, pH é potencial hidrogeniônico).

-log (H+) + [-log(OH-)] = -log(10^-14)

pH + pOH = 14 (daqui que vem a escala de pH)

por estequiometria, na dissociação da água:

[H+] = [OH-], então podemos substituir:

   (H+)*(H+) = 10-14

quando aplicar log, ficará pH + pH = 14, ou seja

pH = 7