Química, perguntado por myjkso, 5 meses atrás

Sabendo-se que, a certa temperatura, o valor da cons- tante de autoionização da água é 1 x 10-12, é correto dizer-se que uma solução com pH igual a (considere a temperatura constante):
A) 5,50 é alcalina.
B) 6,50 precisa receber adição de H+ para ser neutra.
C) 4,50 precisa receber adição de H+ para ser neutra.
D) 6,70 precisa receber adição de OH para ser neutra.
E) 6,00 é ácida.

Soluções para a tarefa

Respondido por Lewisenberg

A alternativa correta é a B: 6,50 precisa receber adição de H+ para ser neutra.

A água é um óxido anfótero, ou seja, tem caráter ácido e básico ao mesmo tempo. Por conta dessa propriedade, duas moléculas de água podem reagir entre si e gerar íons hidroxila (OH-) e hidrônio (H3O+). Então uma molécula irá atuar como um ácido, doando um próton, e a outra irá receber esse próton, agindo como uma base. A esse fenômeno de reagir com suas próprias moléculas gerando dois íons é chamado de autoionização da água (a imagem em anexo representa esse reação).

$1 \: H_{2}O \: + \: 1 \: H_{2}O \rightleftharpoons 1 \: H_{3}{O}^{+} \: + \:1 \: {OH}^{ - } \\$

Essa reação está em equilíbrio químico, há portanto uma constante que rege o processo, a qual é denominada produto iônico da água (pode ser chamada também de constante de autoionização da água), que pode ser calculada pela fórmula:

$Kw = [H_{3}{O}^{+}] \times [{OH}^{ - }]$

Note porém que na reação há a formação da mesma quantidade de íons hidroxila e hidrônio (1 para 1), com base nisso, no cálculo do Kw, as concentração dos íons devem ser as mesmas.

Cálculo do Kw:

Por meio da questão, sabemos que o Kw é igual a 1×10^-12. Como as concentrações de hidroxila e hidrônio são as mesmas, podemos chamar os dois pela mesma letra (X), ficando X×X, ou seja, X².

$Kw = {x}^{2} \\1 \times {10}^{ - 12} = {x}^{2} \\ \sqrt{1 \times {10}^{ - 12}} = x \\ 1 \times {10}^{ - 6} = x$

As concentrações de hidroxila e hidrônio vão ser 1×10^-6 mol/L.

Cálculo do pH:

O pH é uma escala numérica que indica o grau de acidez de um meio. É calculado a partir de:

$pH = - log[H_{3}{O}^{+}]$

Como já sabemos a concentração de hidrônio:

$pH = - log[1 \times {10}^{ - 6} ] \\ pH = 6$

Obs.: use sempre uma calculadora quando aparecer logaritmos.

Se no equilíbrio de íons hidroxila e hidrônio o pH é 6, então quer dizer que esse é o pH neutro, pois não há excesso de nenhum dos dois íons. Numa escala de pH, quanto menor o número, mais ácido será, já ao contrário quer dizer um meio pouco ácido, ou seja, muito básico (o mesmo que alcalino).