Com o objetivo de auxiliar o estudante na preparação para o Enem, este texto fornece dicas importantes sobre o pH (potencial hidrogeniônico) e pOH (potencial hidroxiliônico) no Enem.
O pH e o pOH são amplamente estudados pela Química e, portanto, serão exigidos na prova de Ciências da Natureza. Eles estão ligados com a ocorrência da autoionização da água, isto é, a água produz espontaneamente baixíssimas concentrações de hidrônios (H3O+) e hidroxilas (OH-), sendo o produto dessas concentrações ([H3O+].[OH-]) sempre uma constante (constante de ionização da água ou Kw).
Pelo fato de uma solução aquosa sempre apresentar os íons hidrônio e hidróxido, as siglas pH e pOH podem ser utilizadas isoladamente ou em conjunto, mas sempre indicam o caráter ácido, básico ou neutro de uma solução.
Vamos às dicas?
1a Dica: Significado de pH e pOH
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pH é a sigla utilizada para indicar a concentração em mol/L de cátions hidrônio (H3O+) em uma solução.
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pOH é a sigla utilizada para indicar a concentração em mol/L de ânions hidróxido (OH-) em uma solução.
2a Dica: Fórmula geral para cálculos envolvendo pH e pOH
pH + pOH = 14
A expressão geral para cálculo de pH e pOH está relacionada com as concentrações de cátions hidrônio e ânions hidroxila provenientes da autoionização da água a 25oC. Essas concentrações apresentam o mesmo valor (10-7 mol/L), logo, o produto iônico ([H3O+].[OH-]) delas será 10-14.
3a Dica: Interpretação do valor do pH
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pH > 7: indica que a concentração de cátions hidrônio é menor que a concentração de ânions hidróxido na solução, por isso, a solução é considerada básica;
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pH = 7: indica que a concentração de cátions hidrônio e a de ânions hidróxido na solução são iguais, por isso, a solução é considerada neutra;
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pH < 7: indica que a concentração de cátions hidrônio é maior que a concentração de ânions hidróxido na solução, por isso, a solução é considerada ácida.
4a Dica: Interpretação do valor do pOH
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pOH > 7: indica que a concentração de cátions hidrônio é maior que a concentração de ânions hidróxido na solução, por isso, a solução é considerada ácida;
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pOH = 7: indica que a concentração de cátions hidrônio e a de ânions hidróxido na solução são iguais, por isso, a solução é considerada neutra;
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pOH < 7: indica que a concentração de cátions hidrônio é maior que a concentração de ânions hidróxido na solução, por isso, a solução é considerada básica.
5a Dica: Como calcular o pH
Para calcular o pH de uma solução, podemos utilizar duas expressões, que utilizam obrigatoriamente a concentração de cátions hidrônio (H3O+):
pH = -log [H3O+]
ou
10-pH = [H3O+]
6a Dica: Como calcular o pOH
Para calcular o pOH de uma solução, podemos utilizar duas expressões, que utilizam obrigatoriamente a concentração de ânions hidróxido (OH-):
pOH = -log [OH-]
ou
10-pOH = [OH-]
7a Dica: Determinação da concentração de hidrônios ou hidróxidos pela lei da diluição de Ostwald
Caso o exercício não forneça as concentrações de hidrônios ou hidróxidos para calcular o pH e o pOH, podemos determiná-las na expressão da diluição de Ostwald, desde que tenhamos a constante de ionização (Ki) e a molaridade (M) do soluto na solução.
Ki = α2. M
Após encontrar o valor do grau de ionização (α), basta multiplicar a molaridade fornecida por ele:
[H3O+] = M. α
ou
[OH-] = M. α
OBS.: Caso o ácido tenha mais de um H3O+ ou a base tenha mais de um grupo OH-, devemos multiplicar essa quantidade nas expressões acima para determinar as concentrações ([H3O+] ou [OH-]).
Exemplo de cálculo de pH e pOH no Enem
(Enem 2014) Um pesquisador percebe que o rótulo de um dos vidros em que guarda um concentrado de enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual enzima o vidro contém, mas desconfia de que seja uma protease gástrica, que age no estômago digerindo proteínas. Sabendo que a digestão no estômago é ácida e no intestino é básica, ele monta cinco tubos de ensaio com alimentos diferentes, adiciona o concentrado de enzimas em soluções com pH determinado e aguarda para ver se a enzima age em algum deles. O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do pesquisador está correta é aquele que contém:
a) cubo de batata em solução com pH = 9.
b) pedaço de carne em solução com pH = 5.
c) clara de ovo cozida em solução com pH = 9.
d) porção de macarrão em solução com pH = 5.
e) bolinha de manteiga em solução com pH = 9.
Resolução: O enunciado indica que a enzima atua em pH ácido, logo, as alternativas a), c) e e) podem ser eliminadas porque indicam pH = 9, o que caracteriza um meio básico. Como a enzima é uma protease, realiza a digestão de proteínas (carne), e não de carboidratos (macarrão).
