pH




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Escala de pH

A escala de pH, em que p significa potencial e H hidro
génio, consiste numa escala algorítmica para exprimir
a acidez ou alcalinidade de uma solução.
O conceito foi introduzido pela primeira em 1909 pelo
bioquímico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen
(1868-1939).




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Escala de pH

• Numa primeira aproximação, o pH de uma solução pode
   ser definido como o logaritmo decimal negativo da conc
  entração de iões H+ (-log10 H+ ) em que a
  concentração vem expressa em moles por decímetro cú
  bico.




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Escala de pH

• Isto significa que uma solução neutra a 25 ºC apresenta
  uma concentração em iões hidrogénio de 10-
  7 mol/dm3, pelo que o pH é 7. Um pH inferior a 7indica u

  ma solução ácida e um pH superior a 7 indica uma soluç
  ão alcalina ou básica.




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Escala de pH

Mais precisamente, o pH depende não da concentraçã
o em iões hidrogénio, mas sim da sua atividade, que n
ão pode ser medida experimentalmente.
Para fins práticos, a escala de pH é definida usando u
m elétrodo de hidrogénio na solução como metade de
uma pilha, com um elétrodo de referência(geralmente
um elétrodo de calomelanos) como a outra meia pilha.




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Escala de pH

• O pH é então dado pela seguinte expressão: (E-
  ER)F/2,303RT, onde E a forçaeletromotriz da pilha e ER
  o potencial elétrodo padrão do elétrodo de referência e F
   a constante de Faraday.
  O pH pode ser medido de forma aproximada com o auxíl
  io de indicadores, que experimentam viragens de cores
  a determinados valores de pH.




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Definição de indicador de pH

• Um indicador de pH, também
  chamado indicador ácido-base, é
  um composto químico que é adicionado
  em pequenas quantidades a
  uma solução, permitindo conhecer se a
  solução é ácida, básica ou neutra.
  Estes corantes são dotados de
  propriedades halocrómicas, que é a
  capacidade de mudar de coloração em
  função do pH do meio.



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Origem da sigla pH

• pH é o símbolo para a grandeza físico-
  química potencial hidrogeniónico, que indica
  a acidez, neutralidade ou alcalinidade de
  uma solução aquosa.




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Origem da sigla pH
• O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo
  bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz
  Sørensen que nasceu no ano de 1868 e morreu no
  ano de 1939, com o objetivo de facilitar os seus
  trabalhos no controle de qualidade de cervejas (na
  época trabalhava no Laboratório
  Carlsberg, da cervejaria homônima). O "p" vem
  do alemão potenz (potência), que significa poder de
  concentração, e o "H" é para o íon
  de hidrogênio (H+).


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Calibração de sistemas pH

• Os sistemas analíticos, por serem de alta precisão e
  sensibilidade devem ser calibrados periodicamente.
• A calibração, é antes de mais nada, um meio de se
  garantir que o sistema está ajustado para trabalhar
  dentro das condições pré estabelecidas por uma
  norma, seja ela universal ou simplesmente uma norma
  interna de determinada industria ou laboratório.




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Calibração de sistemas pH

• A calibração de um sistema de pH serve para se ajustar
  o conjunto composto por eletrodo de pH (elemento
  sensor), cabo de transmissão de eletrodo para o
  equipamento e, por fim, o transmissor/controlador de
  pH. Este ajuste é feito através de soluções tampão
  padronizadas e certificadas que garantirão a
  confiabilidade da calibração .




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Alguns valores comuns de pH

•   Ácido de bateria < 1,0
•   Suco gástrico 1,0 - 3,0
•   Sumo de limão 2,2 - 2,4
•   Refrigerante tipo cola 2,5
•   Vinagre 2,4-3,4
•   Sumo de laranja ou maçã 3,5
•   Cervejas 4,0 - 5,0
•   Café 5,0
•   Chá 5,5
•   Chuva ácida < 5,6
•   Saliva pacientes com câncer (cancro) 4,5 - 5,7




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Alguns valores comuns de pH

•   Leite 6,3 - 6,6
•   Água pura 7,0
•   Saliva humana 6,5 - 7,5
•   Sangue humano 7,35 - 7,45
•   Água do mar 8,0
•   Sabonete de mão 9,0 - 10,0
•   Amoníaco 11,5“
•   Água sanitária "12,5
•   Hidróxido de sódio (soda cáustica) 13,5


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Solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) 0,1 mol L-1


• Está é uma solução de um ácido forte, por isso, o HCl
  presente estará completamente ionizado. Como a
  concentração é de apenas 0,1 mol L−1, ele está
  suficientemente diluído para que os valores de sua
  atividade sejam próximos ao de sua concentração.
  Sendo assim, pode-se obter o pH pela expressão
  abaixo:
• [H+] = 0,1 mol L−1
  Então: pH = -log[0,1] = 1.




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Solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1
                    mol L-1

• Esta é uma solução de uma base forte, sendo
  assim, o NaOH presente está
  completamente dissociado. Como sua concentração é
  de apenas 0,1 mol L−1, ele está suficientemente diluído
  para que seu valor de atividade seja próximo ao da
  concentração. Sendo assim:
• [OH-] = 0,1 mol L−1 Então: pOH = -log[0,1] = 1.
• Pela relação entre pH e pOH, tem-se:
• pH + pOH = 14
  pH = 14-1 = 13


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Solução aquosa de ácido fórmico (HCOOH) 0,1 mol
                       L-1
• Esta é uma solução de um ácido fraco, que por sua vez, não está
  completamente ionizado. Por isso deve-se determinar primeiro a
  concentração de H+.
• Para ácidos fracos deve-se considerar a constante de dissociação
  do ácido (Ka):
• Ka = [H+][HCOO-] / [HCOOH]A constante de dissociação do ácido
  fórmico tem o valor de Ka = 1,6 × 10−4. Assim, considerando que [A-]
  é igual a x, [HA] há-de ser a parte que não se dissociou, ou seja
  0,1-x. Se desprezarmos a ionização da água, concluímos que a
  única fonte de H+ é o ácido, assim [H+] = [A-]. Substituindo as
  variáveis obtém-se:
• A solução é:
• [H+] = x = 3,9 × 10−3.
• Através da definição de pH, obtém-se:
  pH = -log[3,9 × 10−3] = 2,4
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P h

  • 1.
    pH Técnico de Informática- Cláudia Costa 1
  • 2.
    Escala de pH Aescala de pH, em que p significa potencial e H hidro génio, consiste numa escala algorítmica para exprimir a acidez ou alcalinidade de uma solução. O conceito foi introduzido pela primeira em 1909 pelo bioquímico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939). Técnico de Informática- Cláudia Costa 2
  • 3.
    Escala de pH •Numa primeira aproximação, o pH de uma solução pode ser definido como o logaritmo decimal negativo da conc entração de iões H+ (-log10 H+ ) em que a concentração vem expressa em moles por decímetro cú bico. Técnico de Informática- Cláudia Costa 3
  • 4.
    Escala de pH •Isto significa que uma solução neutra a 25 ºC apresenta uma concentração em iões hidrogénio de 10- 7 mol/dm3, pelo que o pH é 7. Um pH inferior a 7indica u ma solução ácida e um pH superior a 7 indica uma soluç ão alcalina ou básica. Técnico de Informática- Cláudia Costa 4
  • 5.
    Escala de pH Maisprecisamente, o pH depende não da concentraçã o em iões hidrogénio, mas sim da sua atividade, que n ão pode ser medida experimentalmente. Para fins práticos, a escala de pH é definida usando u m elétrodo de hidrogénio na solução como metade de uma pilha, com um elétrodo de referência(geralmente um elétrodo de calomelanos) como a outra meia pilha. Técnico de Informática- Cláudia Costa 5
  • 6.
    Escala de pH •O pH é então dado pela seguinte expressão: (E- ER)F/2,303RT, onde E a forçaeletromotriz da pilha e ER o potencial elétrodo padrão do elétrodo de referência e F a constante de Faraday. O pH pode ser medido de forma aproximada com o auxíl io de indicadores, que experimentam viragens de cores a determinados valores de pH. Técnico de Informática- Cláudia Costa 6
  • 7.
    Técnico de Informática-Cláudia Costa 7
  • 8.
    Definição de indicadorde pH • Um indicador de pH, também chamado indicador ácido-base, é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução, permitindo conhecer se a solução é ácida, básica ou neutra. Estes corantes são dotados de propriedades halocrómicas, que é a capacidade de mudar de coloração em função do pH do meio. Técnico de Informática- Cláudia Costa 8
  • 9.
    Origem da siglapH • pH é o símbolo para a grandeza físico- química potencial hidrogeniónico, que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa. Técnico de Informática- Cláudia Costa 9
  • 10.
    Origem da siglapH • O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz Sørensen que nasceu no ano de 1868 e morreu no ano de 1939, com o objetivo de facilitar os seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas (na época trabalhava no Laboratório Carlsberg, da cervejaria homônima). O "p" vem do alemão potenz (potência), que significa poder de concentração, e o "H" é para o íon de hidrogênio (H+). Técnico de Informática- Cláudia Costa 10
  • 11.
    Técnico de Informática-Cláudia Costa 11
  • 12.
    Calibração de sistemaspH • Os sistemas analíticos, por serem de alta precisão e sensibilidade devem ser calibrados periodicamente. • A calibração, é antes de mais nada, um meio de se garantir que o sistema está ajustado para trabalhar dentro das condições pré estabelecidas por uma norma, seja ela universal ou simplesmente uma norma interna de determinada industria ou laboratório. Técnico de Informática- Cláudia Costa 12
  • 13.
    Calibração de sistemaspH • A calibração de um sistema de pH serve para se ajustar o conjunto composto por eletrodo de pH (elemento sensor), cabo de transmissão de eletrodo para o equipamento e, por fim, o transmissor/controlador de pH. Este ajuste é feito através de soluções tampão padronizadas e certificadas que garantirão a confiabilidade da calibração . Técnico de Informática- Cláudia Costa 13
  • 14.
    Alguns valores comunsde pH • Ácido de bateria < 1,0 • Suco gástrico 1,0 - 3,0 • Sumo de limão 2,2 - 2,4 • Refrigerante tipo cola 2,5 • Vinagre 2,4-3,4 • Sumo de laranja ou maçã 3,5 • Cervejas 4,0 - 5,0 • Café 5,0 • Chá 5,5 • Chuva ácida < 5,6 • Saliva pacientes com câncer (cancro) 4,5 - 5,7 Técnico de Informática- Cláudia Costa 14
  • 15.
    Alguns valores comunsde pH • Leite 6,3 - 6,6 • Água pura 7,0 • Saliva humana 6,5 - 7,5 • Sangue humano 7,35 - 7,45 • Água do mar 8,0 • Sabonete de mão 9,0 - 10,0 • Amoníaco 11,5“ • Água sanitária "12,5 • Hidróxido de sódio (soda cáustica) 13,5 Técnico de Informática- Cláudia Costa 15
  • 16.
    Solução aquosa deácido clorídrico (HCl) 0,1 mol L-1 • Está é uma solução de um ácido forte, por isso, o HCl presente estará completamente ionizado. Como a concentração é de apenas 0,1 mol L−1, ele está suficientemente diluído para que os valores de sua atividade sejam próximos ao de sua concentração. Sendo assim, pode-se obter o pH pela expressão abaixo: • [H+] = 0,1 mol L−1 Então: pH = -log[0,1] = 1. Técnico de Informática- Cláudia Costa 16
  • 17.
    Solução aquosa dehidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol L-1 • Esta é uma solução de uma base forte, sendo assim, o NaOH presente está completamente dissociado. Como sua concentração é de apenas 0,1 mol L−1, ele está suficientemente diluído para que seu valor de atividade seja próximo ao da concentração. Sendo assim: • [OH-] = 0,1 mol L−1 Então: pOH = -log[0,1] = 1. • Pela relação entre pH e pOH, tem-se: • pH + pOH = 14 pH = 14-1 = 13 Técnico de Informática- Cláudia Costa 17
  • 18.
    Solução aquosa deácido fórmico (HCOOH) 0,1 mol L-1 • Esta é uma solução de um ácido fraco, que por sua vez, não está completamente ionizado. Por isso deve-se determinar primeiro a concentração de H+. • Para ácidos fracos deve-se considerar a constante de dissociação do ácido (Ka): • Ka = [H+][HCOO-] / [HCOOH]A constante de dissociação do ácido fórmico tem o valor de Ka = 1,6 × 10−4. Assim, considerando que [A-] é igual a x, [HA] há-de ser a parte que não se dissociou, ou seja 0,1-x. Se desprezarmos a ionização da água, concluímos que a única fonte de H+ é o ácido, assim [H+] = [A-]. Substituindo as variáveis obtém-se: • A solução é: • [H+] = x = 3,9 × 10−3. • Através da definição de pH, obtém-se: pH = -log[3,9 × 10−3] = 2,4 Técnico de Informática- Cláudia Costa 18