A água é um tipo de solvente anfiprótico, uma vez que se comporta como uma substância ácida na presença de um soluto básico e como uma base na presença de um soluto ácido. Isso significa que a água realiza a sua própria ionização, conforme a equação química: H2O + H2O - H3O+ + OH- A respeito da substância água, assinale a alternativa correta:
A água pura apresenta pH = 14, ou seja, [H+] = [OH-] = 10⁻⁷ mol/L.
A água pura apresenta pH = 7, ou seja, [H+] = [OH-] = 10⁻⁷ mol/L.
A água pura apresenta pOH = 14, ou seja, é uma substância ácida.
A água pura apresenta pH = 14, ou seja, [OH-] = 10⁻¹⁴ mol/L.
A água pura apresenta pH = 7, ou seja, é uma substância básica.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a água sendo um solvente anfiprótico, ou seja, ela pode agir tanto como ácido quanto como base. Precisamos entender o comportamento da água pura em termos de pH e das concentrações de íons H⁺ e OH⁻. Para resolver, vamos lembrar como calcular o pH e o pOH da água.

Passo 2

Primeiro, é importante saber que a água pura, a 25°C, tem uma propriedade especial chamada autoionização. Isso significa que as moléculas de água se separam um pouquinho formando íons H₃O⁺ e OH⁻:
H2O + H2O <=ftharpoons H3O^+ + OH^-
Em água pura, a concentração de H⁺ é igual à de OH⁻.

Passo 3

Sabemos que em água pura:
[H^+] = [OH^-] = 10^-7 , mol/L
Isso porque o produto iônico da água $ K_w $ é $ 10^{-14} $, e como $ K_w = [H+][\text{OH}-] $, então $ [H^+] = [OH^-] = \sqrt{10^{-14}} = 10^{-7} , mol/L $.

Passo 4

O pH é calculado como:
pH = -log([H^+])
Substituindo $ [H^+] = 10^{-7} $:
[H^+] = 10^-7
Então, o pH da água pura é 7, que é considerado neutro.

Passo 5

Agora, vamos analisar as alternativas:
  1. Diz que pH = 14, o que está errado.
  2. Diz que pH = 7 e [H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L. Correto!
  3. Põe pOH = 14 e chama água de ácida, mas pOH = 14 implicaria pH = 0, o que não é o caso.
  4. Põe pH = 14 e [OH⁻] = 10⁻¹⁴ mol/L, o que não está certo.
  5. Diz que pH = 7 e chama água de básica, mas pH 7 é neutro.

Resposta

A segunda alternativa está correta: A água pura apresenta pH = 7, ou seja, [H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L.

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