Como saber se uma solução é ácida ou básica?

        Sabendo que, a 25oC:

[H3O+] = [-OH] = 10-7

        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.

Escala 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.

pH = - log [H3O+]

        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:

pOH = - log [-OH]

A relação entre pH e 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:

pH + pOH = 14

        Essa relação nos permite entender uma escala de valores de pH muito utilizada em diversas situações do cotidiano.

pH de soluções neutras

        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

pH de soluções ácidas


        Uma solução ácida, entretanto, apresentará [H3O+] > 10 -7 mol.L-1

        Logo:

        pH < 7 ® solução ácida

pH de soluções básicas

        Baseando-se nas considerações anteriores, para uma soluções básicas devemos esperar:

        pH > 7 ® solução básica

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