Química

Calculador de pH

Reportar um erro

Compartilhar calculadora

Adicione nossa calculadora gratuita ao seu site

Por favor, insira uma URL válida. Apenas URLs HTTPS são suportadas.
Usar como valores padrão para a calculadora embutida o que está atualmente nos campos de entrada da calculadora na página.
Cor do foco da borda de entrada, cor do interruptor marcado, cor de hover do item selecionado etc.
Por favor, concorde com os Termos de Uso.
Vista previa

Como funciona o calculador de pH?

Esta ferramenta online útil permite calcular o pH com base nos dados selecionados: tipo de substância (ácido ou base/álcali) e suas características (concentração ou massa e volume). O usuário pode escolher uma substância específica da lista disponível ou usar seus próprios parâmetros, especificando a constante necessária para o cálculo.

O que é pH e como calculá-lo?

O pH é uma medida da acidez ou alcalinidade de uma solução. Ele é usado para indicar a concentração de íons de hidrogênio em uma solução e é expresso em um formato numérico de 0 a 14. Valores de pH abaixo de 7 indicam soluções ácidas (como vinagre), pH 7 é um valor neutro (como água pura), e valores acima de 7 indicam soluções alcalinas (como soda).

Origem do significado de “pH”

O termo “pH” foi introduzido pela primeira vez pelo químico dinamarquês Søren Peter Lauritz Sørensen em 1909. Ele utilizou este termo para descrever a força dos íons de hidrogênio em uma solução. Sørensen escolheu a notação “p”, que significa “potencial” ou “força” em latim e grego, e acrescentou-a ao símbolo do hidrogênio “H” para indicar a concentração de íons de hidrogênio que controlam a acidez e a alcalinidade dos meios. Isso se tornou a base para definir pH como o principal indicador do equilíbrio ácido-base das soluções.

Importância do pH na vida cotidiana

O pH desempenha um papel importante em nossa vida cotidiana. Ele afeta muitos aspectos, desde a composição química da água potável até a saúde da nossa pele. A água com pH abaixo de 7 pode corroer tubulações, enquanto uma acidez ou alcalinidade elevada pode afetar o crescimento das culturas agrícolas. Determinar o pH exato é crucial, por exemplo, em aquários, onde manter o nível correto de pH é vital para a saúde dos peixes e de outros organismos marinhos.

pH em sistemas biológicos

O pH também é criticamente importante em sistemas biológicos. Por exemplo, o sangue humano mantém uma faixa de pH estreita de 7,35-7,45, essencial para o funcionamento normal do corpo. Alterações no pH do sangue podem levar a consequências médicas graves, como acidose ou alcalose. Portanto, calculadoras de pH são amplamente utilizadas na prática médica para monitorar o estado fisiológico dos pacientes.

Definição dos termos

Ácido

Um ácido é uma substância química que pode doar um próton (H+H^+) ou formar uma ligação covalente com um par de elétrons. Em soluções aquosas, ácidos aumentam a concentração de íons de hidrogênio.

Ácido Fraco

Um ácido fraco é um ácido que se dissocia parcialmente em íons em solução aquosa. Isso significa que nem todas as moléculas de ácido são convertidas em íons (H+H^+), sendo necessária a utilização da constante de dissociação (KaK_a) para cálculos do pH de tais soluções.

Base ou Álcali

Base (álcali) é uma substância que aceita um próton ou libera um íon hidroxila (OH−OH^-) em solução aquosa. Álcalis são bases solúveis que proporcionam um alto nível de pH em solução, igual ou superior a 7.

Dissociação

Na química, dissociação é o processo pelo qual moléculas ou íons se separam em moléculas ou íons mais simples. Para ácidos e bases, a dissociação significa divisão em íons (H+H^+) ou (OH−OH^-) e os correspondentes íons conjugados.

Constante de Dissociação Ácida (KaK_a)

A constante de dissociação ácida (KaK_a) é uma medida quantitativa da força de um ácido em solução. Ela descreve o grau em que o ácido se dissocia em solução aquosa para formar íons de hidrogênio (H+H^+) e uma base conjugada. Um valor de KaK_a mais alto é indicativo de que o ácido é forte, dissociando-se completamente ou substancialmente. A fórmula para calcular KaK_a é:

Ka=[H+][A−][HA]K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}

onde:

  • [H+][H^+] é a concentração de íons de hidrogênio.
  • [A−][A^-] é a concentração da base conjugada.
  • [HA][HA] é a concentração do ácido não dissociado.

Constante de Dissociação Básica (KbK_b)

A constante de dissociação básica (KbK_b) indica o grau de dissociação de uma base em solução aquosa, formando íons hidroxila (OH−OH^-) e um ácido conjugado. Um KbK_b maior é indicativo de uma base forte, mais provável de dissociar-se completamente. A fórmula para calcular KbK_b é:

Kb=[OH−][B+][BOH]K_b = \frac{[OH^-][B^+]}{[BOH]}

onde:

  • [OH−][OH^-] é a concentração de íons hidroxila.
  • [B+][B^+] é a concentração do ácido conjugado.
  • [BOH][BOH] é a concentração da base não dissociada.

Relação entre KaK_a e KbK_b

Para qualquer ácido e sua base conjugada, há uma relação através do produto iônico da água, KwK_w, que a 25°C é igual a 1.0×10−141.0 \times 10^{-14}.

Kw=Ka×KbK_w = K_a \times K_b

Portanto, ao saber KaK_a de um ácido, você pode calcular KbK_b de sua base conjugada, e vice-versa. Isso ajuda a entender melhor as propriedades ácido-base dos compostos e seu comportamento potencial em solução.

Aplicação em cálculos

O uso de KaK_a e KbK_b é crucial ao calcular o pH para ácidos e bases fracos. Essas constantes ajudam a determinar quão vigorosamente uma substância mudará a concentração de íons de hidrogênio ou hidroxila em solução, o que afeta diretamente o valor do pH.

Caso tenha mais perguntas ou precise de informações adicionais, sinta-se à vontade para escrever, e compartilharei os detalhes necessários para compreender esta questão complexa.

Tabela de Ácidos

NomeFórmulaKaK_aMassa Molar (g/mol)
Ácido AcéticoC2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_21.75×10−51.75 \times 10^{-5}60.05
Ácido BóricoH3BO3\text{H}_3\text{BO}_35.75×10−105.75 \times 10^{-10}61.84
Ácido CarbônicoH2CO3\text{H}_2\text{CO}_34.3×10−74.3 \times 10^{-7}62.025
Ácido CítricoC6H8O7\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_71.6×10−31.6 \times 10^{-3}192.12
Ácido FluorídricoHF\text{HF}6.5×10−46.5 \times 10^{-4}20.0064
Ácido NítricoHNO3\text{HNO}_32.4×1012.4 \times 10^{1}63.01
Ácido OxálicoC2H2O4\text{C}_2\text{H}_2\text{O}_43.5×10−23.5 \times 10^{-2}90.03
Ácido FosfóricoH3PO4\text{H}_3\text{PO}_47.1×10−37.1 \times 10^{-3}97.995
Ácido ArsênicoH3AsO4\text{H}_3\text{AsO}_410−2.1910^{-2.19}141.94
Ácido BenzóicoC7H6O2\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_26.3×10−56.3 \times 10^{-5}122.12
Ácido FórmicoHCOOH\text{HCOOH}1.77×10−41.77 \times 10^{-4}46.03
Ácido CianídricoHCN\text{HCN}1.32×10−91.32 \times 10^{-9}27.03
Ácido SulfídricoH2S\text{H}_2\text{S}1.0×10−71.0 \times 10^{-7}34.08
Ácido ClorídricoHCl\text{HCl}7.9×1057.9 \times 10^{5}36.46
Ácido PerclóricoHClO4\text{HClO}_410810^{8}100.46
Ácido ClóricoHClO3\text{HClO}_310310^{3}84.46
Ácido SulfúricoH2SO4\text{H}_2\text{SO}_41×1031 \times 10^{3}98.079
Ácido NitrosoHNO2\text{HNO}_26.9×10−46.9 \times 10^{-4}47.013
Ácido FosforosoH3PO3\text{H}_3\text{PO}_35.0×10−25.0 \times 10^{-2}82.00
FenolC6H5OH\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}1.3×10−101.3 \times 10^{-10}94.11

Tabela de Bases (Álcalis)

NomeFórmulaKbK_bMassa Molar (g/mol)
AmôniaNH3\text{NH}_31.8×10−51.8 \times 10^{-5}17.031
AnilinaC6H5NH2\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_24.0×10−104.0 \times 10^{-10}93.13
Dimetilamina(CH3)2NH(\text{CH}_3)_2\text{NH}5.4×10−45.4 \times 10^{-4}45.08
EtilaminaC2H5NH2\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_27.41×10−47.41 \times 10^{-4}45.08
MetilaminaCH3NH2\text{CH}_3\text{NH}_24.38×10−44.38 \times 10^{-4}31.057
PiridinaC5H5N\text{C}_5\text{H}_5\text{N}1.7×10−91.7 \times 10^{-9}79.10
Trimetilamina(CH3)3N(\text{CH}_3)_3\text{N}6.3×10−56.3 \times 10^{-5}59.11
Hidróxido de sódioNaOH\text{NaOH}6.3×10−16.3 \times 10^{-1}40.00
Hidróxido de potássioKOH\text{KOH}1.23×10−111.23 \times 10^{-11}56.11
Hidróxido de lítioLiOH\text{LiOH}1.101.1023.95

Os coeficientes de dissociação utilizados na calculadora, tanto para ácidos quanto para bases, estão indicados na tabela. Observe que eles podem variar dependendo da temperatura, do estágio de dissociação e da concentração. É essencial considerar isso em seus cálculos e, se necessário, inserir os dados conhecidos do coeficiente necessário selecionando a opção personalizada.

Fórmula de Cálculo do pH

Dependendo da substância escolhida e de seus parâmetros, diferentes fórmulas são usadas para calcular o pH.

Para ácidos:

pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]

Para bases:

pOH=−log⁡[OH−]\text{pOH} = -\log[OH^-] pH=14−pOH\text{pH} = 14 - \text{pOH}

Exemplos de cálculo

Exemplo 1: pH do Ácido Acético

Suponhamos que temos uma solução com uma concentração de ácido acético de 0.010.01 mol/L. Para calcular o pH, usamos a constante de dissociação Ka=1.75×10−5K_a = 1.75 \times 10^{-5}.

  1. Calculemos a concentração de íons de hidrogênio [H+][H^+]:

    [H+]=Ka×C=1.75×10−5×0.01=1.32×10−3[H^+] = \sqrt{K_a \times C} = \sqrt{1.75 \times 10^{-5} \times 0.01} = 1.32 \times 10^{-3}

  2. Calculemos o pH:

    pH=−log⁡(1.32×10−3)≈3.388\text{pH} = -\log(1.32 \times 10^{-3}) \approx 3.388

Exemplo 2: pH de uma solução de Hidróxido de Sódio

A concentração de hidróxido de sódio é 0.050.05 mol/L. Por ser uma base forte, ela se dissocia completamente, e [OH−][OH^-] é igual à concentração de hidróxido de sódio.

  1. Calculemos o pOH:

    pOH=−log⁡(0.05)≈1.3\text{pOH} = -\log(0.05) \approx 1.3

  2. Calculemos o pH:

    pH=14−pOH=14−1.3=12.7\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 1.3 = 12.7

Cálculo do pH passo a passo

Para calcular o pH de uma solução, siga estes passos:

  1. Determine a concentração de íons de hidrogênio [H+].

    Suponha que você tenha uma solução com concentração de ácido clorídrico (HCl) de 0,01 M. Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente em íons H+ e Cl- na solução.

    [H+]=0.01 M[H^+] = 0.01 \, \text{M}

  2. Calcule o pH usando a fórmula logarítmica.

    Fórmula para calcular o pH:

    pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log [H^+]

    Substitua o valor da concentração de íons de hidrogênio:

    pH=−log⁡(0.01)\text{pH} = -\log(0.01)

  3. Calcule o valor do logaritmo.

    O logaritmo de 0,01 é -2, portanto:

    pH=−(−2)=2\text{pH} = -(-2) = 2

Assim, uma solução de ácido clorídrico com concentração de 0,01 M tem pH igual a 2, o que confirma sua alta acidez.

Exemplos de níveis de acidez ou alcalinidade de diferentes soluções

  1. Suco de limão: pH por volta de 2 — é uma solução ácida.
  2. Água pura: pH aproximadamente 7 — é uma solução neutra.
  3. Leite: pH em torno de 6,5 — é uma solução ligeiramente ácida.
  4. Água do mar: pH aproximadamente 8 — é uma solução ligeiramente alcalina.
  5. Solução de amônia: pH em torno de 11 — é uma solução alcalina.

Notas

  • Para ácidos e bases fracas, os cálculos podem necessitar da consideração da concentração inicial e do grau de dissociação.
  • A dissociação completa para ácidos e bases fortes é assumida como 100%.
  • O pH é uma escala logarítmica, o que significa que um aumento de uma unidade corresponde a uma mudança dez vezes maior na concentração de íons de hidrogênio.
  • Ao medir o pH, deve-se considerar a temperatura, pois ela pode influenciar os resultados.

Perguntas frequentes

O que é o pH?

O pH é uma medida logarítmica da concentração de íons de hidrogênio em uma solução, indicando sua acidez ou alcalinidade.

Como calcular o pH se apenas a massa da substância for conhecida?

Primeiro, converta a massa em molaridade usando a massa molar da substância, e então use a fórmula correspondente para ácidos ou bases.

Por que é importante saber o pH de uma solução?

Conhecer o pH é essencial para muitos processos industriais, reações químicas e em sistemas biológicos, como o pH do sangue.

Qual pH é considerado neutro?

Um pH neutro é 7, que é característico da água pura sob condições padrão.

Como encontrar o pOH se o pH for conhecido?

O pOH pode ser encontrado subtraindo o pH de 14: pOH=14−pH\text{pOH} = 14 - \text{pH}.

O pH pode ser menor que 0 ou maior que 14?

Sim, o pH pode estar fora do intervalo padrão de 0-14 em ácidos ou bases fortemente concentrados.

Como a temperatura afeta o pH?

A temperatura pode alterar o valor do pH, uma vez que afeta a taxa de dissociação dos íons na solução. Geralmente, à medida que a temperatura aumenta, o pH pode diminuir para a água, pois mais moléculas de água se dissociam.

O pH pode ser medido diretamente?

Sim, existem medidores de pH eletrônicos e papéis indicadores que permitem a medição do pH de uma solução. Um medidor de pH fornece resultados mais precisos e confiáveis em comparação com o papel indicador.

Calculadoras similares

Política de privacidade Termos de uso