Sabendo que, a 25oC:
temos que:
| Soluções ácidas | Soluções Neutras | Soluções Básicas |
| [H3O+] > 10-7 | [H3O+] = 10-7 | [H3O+]< 10-7 |
O cafezinho que tomamos, por exemplo, é ácido e tem uma concentração de íons
(H3O+)
da ordem de 0,00001 mol.L-1, ou seja, 10-5
mol.L-1.
O limpa forno utilizado em nossas casas é básico
e tem uma concentração de íons (H3O+)
da ordem de 0,0000000000001 mol.L-1, ou seja, 10-13
mol.L-1.
A maioria das soluções que encontramos em nosso dia a dia apresenta
concentrações dos íons (H3O+) entre
10-1 e 10-14 mol.L-1, ou seja,
em baixas concentrações.
Sendo assim, como a determinação da concentração dos íons
(H3O+) em soluções é muito importante, e
seus valores, na maioria dos casos, são muito baixos, sendo difícil
trabalhar com eles. Em 1909 foi proposta a utilização de uma escala
logarítimica, denominada de
pH.
A escala de pH é construída a partir de uma operação matemática envolvendo a concentração do íon (H3O+) na solução. Como vimos anteriormente na água pura, [H3O+]= 10-7 mol.L-1. O pH da água pura é igual a 7. Para determinar o valor do pH, usa-se a expressão matemática, em que [H3O+] é a concentração em mol.L-1 do íon hidrônio.
Na escala de pH, as substâncias que apresentam pH menor que 7 são consideradas ácidas, e substâncias que apresentam pH maior que 7 são consideradas básicas.
O sucesso dessa escala pode ser explicado através da utilização
de números inteiros para se abordar a concentração dos íons
[H3O+] em soluções, ao invés de trabalharmos
com números que envolvam poténcias de 10 com expoentes negativos.
Da mesma forma , a concentração de íons (-OH) pode ser expressa
pelo termo pOH:
Se aplicarmos a notação logarítimica à expressão do produto iônico da água,
teremos:
[H3O+][-OH] = Kw
à
log [H3O+] + log [-OH] =
log Kw
Como Kw = 1,0 . 10 -14, temos:
log [H3O+] + log [-OH] =
log 10 -14 = -14
multiplicando por (-1), temos:
-log [H3O+] - log [-OH] = -14
Ou:
Essa relação nos permite entender uma escala de valores de pH muito utilizada em diversas situações do cotidiano.
Uma solução neutra apresentará concentrações iguais de
H3O+ e -OH:
[H3O+] = [-OH]= 10 -7
Logo:
pH = -log [H3O+] = -log 10 -7
pH = 7 ® solução neutra
Uma solução ácida, entretanto, apresentará
[H3O+] > 10 -7 mol.L-1
Logo:
pH < 7 ® solução ácida
Baseando-se nas considerações anteriores, para uma soluções básicas
devemos esperar:
pH > 7 ® solução básica