Por que o pH da água é 7 ? Mostre através de equações.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos saber por que o pH da água pura é 7. Para resolver isso, vamos precisar conhecer o conceito de autoionização da água e como calcular o pH usando a concentração de íons de hidrogênio ( H^+).

Passo 2

A água pode se autoionizar, ou seja, uma molécula de água pode se dividir em íons H^+ e OH^-. A equação que representa esse processo é:
2H2O rightarrow H3O^+ + OH^-
Para simplificar, podemos escrever:
H2O rightarrow H^+ + OH^-

Passo 3

A constante de ionização da água ( Kw) é a expressão que relaciona as concentrações dos íons H^+ e OH^- em equilíbrio. Ela é dada por:
Kw = [H^+][OH^-]
A Kw a 25°C é 1 times 10^-14.

Passo 4

Em água pura, a concentração de íons de hidrogênio é igual à de íons de hidroxila:
[H^+] = [OH^-]
Vamos chamar essa concentração de x. Então:
Kw = x times x = x^2

Passo 5

Substituindo o valor de Kw:
x^2 = 1 times 10^-14
Para encontrar x, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados:
x = raiz1 times 10^-14 = 1 times 10^-7 , mol/L
Então:
[H^+] = 1 times 10^-7 , mol/L

Passo 6

O pH é definido como o logaritmo negativo da concentração de íons de hidrogênio:
pH = -log [H^+]
Substituindo [H^+]:
pH = -log (1 times 10^-7) = 7

Resposta

O pH da água pura é 7.

Exercícios relacionados