Cálculos de pH
Produzido por Juliana EcheniqueTeoria
Ácidos e Bases Fortes
Aqui não tem muito mistério, a gente já vem fazendo esse tipo de cálculo de pH.
Para ácidos e bases fortes, consideramos ionização total.
Assim, a concentração de no meio é exatamente igual a concentração analítica do ácido, . Ou seja, a quantidade adicionada no meio.
Da mesma forma, a concentração de é exatamente igual a concentração analítica da base, , porque toda base “vira” mais um cátion.
Quando temos mistura de ácidos e bases fortes, consideramos que eles se neutralizam entre si e o excesso de ou no meio é quem define o pH.
Olha aí:
Se a gente misturar 3,0 mL de uma solução de M com 2,0 mL de uma solução de M, qual o pH resultante?
A gente tem que ver quantos mols (número de mols) de e quantos mols de estão sendo misturados.
Como , esses caras vão se neutralizar até consumir todo o (em menor quantidade) e o excesso de vai definir o pH do meio.
O que sobra de após a neutralização será:
E qual será a concentração de ?
Pra isso a gente vai dividir o número de mols de pelo volume final da solução, que é 5 mL (2,0 mL + 3,0 mL):
Ácidos e Bases Fracas
Já calculamos o pH de ácidos ou bases fracas.
Mas agora vamos “sistematizar” isso ai. Pra passar menos trabalho.
Vamos fazer todo o estudo para um ácido fraco e depois “estender” os resultados para bases também ok?
A gente sabe que nem todo o ácido fraco colocado em solução vira/produz . Então, nesse caso, .
Até agora, pra calcular pH de ácido fraco, a gente usa aquela tabela do equilíbrio.
Pra calcular o pH de uma solução de ácido acético de, , faríamos:
E a gente era obrigado a resolver uma equação de 2° grau...
Generalizando:
Fazendo as contas:
Beleza. Mas volta lá pra fórmula do . Tá vendo aquele ali? O nosso , enquanto o nosso .
Em relação a , o valor de é tão pequeno, que podemos considerar que . Ou seja: .
Fazendo essa aproximação, ficamos com:
E nos livramos da equação de 2° grau! Agora a conta fica simplesmente:
Ou seja, com a nossa aproximação, os cálculos ficaram MUITO mais fáceis e o erro na concentração calculada foi de:
A diferença no pH de 0,01 unidades é difícil até de medir experimentalmente. Então a aproximação foi maneira.
Mas ela é sempre válida?
Não! Ela só é válida quando , ou seja, quando a razão entre esses caras for igual ou maior que .
Para monoácidos fracos e monobases fracas, vale o seguinte esquema: