Exercícios: Cálculo de pH e de pOH

A acidez de uma solução mede-se pela concentração de iões hidrónio, mas a escala de pH, definida por $\text{pH} = -\log([\text{H}_3\text{O}^+])$, é mais prática. A figura mostra essa escala, a 25 °C, com alguns exemplos do quotidiano.

1. a) Classifica em ácida, neutra ou básica cada uma destas soluções: um refrigerante (pH 3), uma solução de cloreto de sódio (pH 7) e um sabonete líquido (pH 10).
2. b) Uma água mineral tem $[\text{H}_3\text{O}^+] = 1,0 \cdot 10^{-6}\ \text{mol/dm}^3$. Calcula o seu pH e indica em que zona da escala da figura se posiciona.
3. c) Entre o sumo de limão e o leite da figura, qual tem maior concentração de iões hidrónio? Quantas vezes maior? Justifica com cálculos.

Nem sempre a concentração é uma potência inteira de 10, mas com um logaritmo tabelado chega-se ao pH. Usa $\log 2 = 0,30$ e $\log 5 = 0,70$.

1. a) Uma solução tem $[\text{H}_3\text{O}^+] = 2,0 \cdot 10^{-4}\ \text{mol/dm}^3$. Calcula o seu pH.
2. b) Outra solução tem $[\text{OH}^-] = 5,0 \cdot 10^{-3}\ \text{mol/dm}^3$. Calcula o seu pOH e, sabendo que a 25 °C $\text{pH} + \text{pOH} = 14,00$, o seu pH.
3. c) Classifica as duas soluções em ácidas ou básicas e confirma o resultado da alínea b) calculando $[\text{H}_3\text{O}^+]$ com o produto iónico da água.

O ácido clorídrico é uma solução de cloreto de hidrogénio em água, cuja ionização é praticamente total: $\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^-$. O hidróxido de potássio, $\text{KOH}$, é uma base forte que se dissocia totalmente em $\text{K}^+$ e $\text{OH}^-$.

1. a) Calcula o pH de uma solução de $\text{HCl}$ de concentração $0,010\ \text{mol/dm}^3$.
2. b) Calcula o pOH e o pH de uma solução de $\text{KOH}$ de concentração $2,0 \cdot 10^{-3}\ \text{mol/dm}^3$ (usa $\log 2 = 0,30$).
3. c) Determina a quantidade de matéria de iões $\text{H}_3\text{O}^+$ presente em $500\ \text{cm}^3$ da solução de ácido clorídrico da alínea a).

No laboratório, a Matilde preparou $100,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de ácido clorídrico diluindo $10,0\ \text{cm}^3$ de uma solução de $\text{HCl}$ $0,100\ \text{mol/dm}^3$ com água destilada.

1. a) Calcula a concentração da solução diluída. (Recorda: numa diluição, a quantidade de matéria de soluto conserva-se.)
2. b) Calcula o pH da solução inicial e da solução diluída e mostra que, ao diluir dez vezes uma solução de um ácido forte, o pH sobe uma unidade.
3. c) Se a Matilde diluísse a nova solução outras dez vezes, qual seria o pH? E se repetisse o processo muitas vezes seguidas, poderia o pH da solução tornar-se superior a 7? Justifica.