A Autoionização da água diz que uma molécula de água doa um próton para outra de acordo com a reação abaixo:
A partir disso responda:
c) Qual a correlação do experimento com a escala de pH ?
c) Qual a correlação do experimento com a escala de pH ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a autoionização da água, que é quando moléculas de água se arranjam de um jeito especial, formando íons hidroxônio ($ \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}
\mathrm{OH}^{-} $). A matéria que estamos lidando aqui é Química, especificamente ácido-base. Para resolver essa questão, vamos precisar entender o que é a escala de pH e como ela se relaciona com a concentração desses íons na água.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é pH. O pH é uma medida que indica a acidez ou basicidade de uma solução aquosa. Ele é definido pela fórmula:
Aqui,
representa a concentração de íons hidrogênio na solução.
Passo 3
Na reação de autoionização da água:
Cada molécula de água que se ioniza gera um íon hidroxônio e um íon hidroxila. Em água pura, essa reação ocorre de maneira equilibrada, resultando em concentrações iguais de $ \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} $ e $ \mathrm{OH}^{-} $, que são $ 1,0 \times 10^{-7} , mol/L $.
Passo 4
Como o pH depende da concentração de íons hidrogênio ($ \mathrm{H}^{+} $), e na água pura essa concentração é $ 1,0 \times 10^{-7} , mol/L $, podemos calcular o pH:
Isso significa que a água pura é neutra na escala de pH.
Passo 5
Agora, se alterarmos a concentração de $ \mathrm{H}^{+} $ ou $ \mathrm{OH}^{-} $ adicionando ácidos ou bases, o pH mudará. Um aumento na concentração de $ \mathrm{H}^{+} $ diminui o pH, tornando a solução ácida. Já um aumento na concentração de $ \mathrm{OH}^{-} $ aumenta o pH, tornando a solução básica.
Resposta
O experimento de autoionização da água está diretamente relacionado à escala de pH, pois a geração de íons $ \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} $ e $ \mathrm{OH}^{-} $ define a concentração de íons hidrogênio na água, que por sua vez determina o pH da solução. Assim, a autoionização da água fundamenta a base para a medida de acidez ou basicidade através da escala de pH.