A água pura a 0^circ C apresenta Kw=1,2 times 10^-15. Qual o pH da água nesta temperatura?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente sabe que em água pura a 0^circ C, a constante de ionização da água ( Kw) é igual a 1,2 times 10^-15. O que queremos descobrir é o pH dessa água nessa temperatura. Para isso, vamos precisar usar conceitos básicos de química relacionados ao equilíbrio químico da água e à definição de pH.

Passo 2

A constante de ionização da água ( Kw) é definida pela relação:
Kw = [H^+][OH^-]
Em água pura, a concentração de íons hidrogênio ( [H^+]) é igual à concentração de íons hidroxila ( [OH^-]), ou seja:
[H^+] = [OH^-]
Então, podemos simplificar a expressão da Kw para:
Kw = [H^+]^2

Passo 3

Para encontrar a concentração de íons hidrogênio ( [H^+]), basta tirar a raiz quadrada de Kw:
[H^+] = raizKw = raiz1,2 times 10^-15 approx 1,095 times 10^-7,5
Porém, para facilitar o cálculo do pH, vamos usar a definição de pH, que é:
pH = -log[H^+]

Passo 4

Substituindo a concentração de íons hidrogênio na fórmula do pH:
pH = -log( raiz1,2 times 10^-15 ) = -12 log(1,2 times 10^-15)
Simplificando:
pH = -12 (log1,2 + log10^-15)
pH = -12 (0,07918 - 15) = 14,920822 approx 7,46

Resposta

O pH da água pura a 0^circ C é aproximadamente 7,46.

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