Calculadora de pH: Converter Concentração de H+ Online

O que é uma calculadora de pH?

Uma calculadora de pH converte a concentração de íons hidrogênio em um valor de pH. Ela usa a fórmula pH = -log10([H+]), em que [H+] é a concentração de íons hidrogênio em uma solução, medida em mols por litro (mol/L). O resultado posiciona a solução na escala de pH, que normalmente vai de 0 a 14 e indica se a solução é ácida, neutra ou básica.

O que é pH?

pH significa “potencial hidrogeniônico”. Ele mede quantos íons hidrogênio estão dissolvidos em um líquido. Um íon hidrogênio é um único próton, escrito como H+. Uma solução com muitos íons hidrogênio é ácida. Uma solução com poucos íons hidrogênio é básica, também chamada alcalina. A água pura fica no meio, com pH 7, e é chamada de neutra.

A concentração de íons hidrogênio geralmente é um número muito pequeno, como 0,0001 mol/L ou 0,0000001 mol/L. O químico dinamarquês Søren Sørensen introduziu a escala de pH em 1909 para que os químicos pudessem escrever esses números pequenos como valores simples e fáceis de manejar.

Fórmula do pH

A fórmula do pH é:

pH = -log₁₀[H+]

• pH é o resultado, geralmente um número entre 0 e 14.
• [H+] é a concentração de íons hidrogênio, em mols por litro (mol/L).
• log₁₀ é o logaritmo de base 10.

A IUPAC define o pH com base na atividade dos íons hidrogênio, e não na concentração. A atividade é a concentração efetiva depois que os íons interferem uns nos outros. Em soluções diluídas, os dois valores são próximos, e esta calculadora usa a concentração.

O sinal de menos inverte o logaritmo: mais íons hidrogênio resultam em um pH menor, e menos íons hidrogênio resultam em um pH maior. A relação sempre ocorre em sentidos opostos: um [H+] maior significa um pH menor, e um [H+] menor significa um pH maior.

Como a fórmula é um logaritmo, cada variação de uma unidade inteira na escala de pH corresponde a uma mudança de dez vezes na concentração de íons hidrogênio. Uma solução com pH 4 tem dez vezes mais íons hidrogênio do que uma com pH 5, e cem vezes mais do que uma com pH 6.

Como calcular o pH a partir da concentração de íons hidrogênio

1. Encontre a concentração de íons hidrogênio, em mol/L.
2. Calcule o logaritmo de base 10 desse número.
3. Multiplique o resultado por -1.

A concentração deve ser maior que 0 mol/L. O logaritmo de 0 é indefinido, portanto a calculadora solicita um número positivo em vez de retornar um resultado. A calculadora é aberta com [H+] = 1 × 10⁻⁷ mol/L, o valor da água pura a 25 °C, que resulta em pH 7,00.

Exemplo 1

Uma solução tem concentração de íons hidrogênio igual a 1 × 10⁻⁴ mol/L.

pH = -log₁₀(1 × 10⁻⁴) = -(-4) = 4,00

A solução é ácida, pois seu pH é inferior a 7.

Exemplo 2

Uma solução tem concentração de íons hidrogênio igual a 6,3 × 10⁻⁵ mol/L.

pH = -log₁₀(6,3 × 10⁻⁵) ≈ 4,20

Esta solução também é ácida. Ela é ligeiramente menos ácida do que a solução com pH 4,00 acima, pois tem menos íons hidrogênio.

A escala de pH: ácida, neutra e básica

• pH inferior a 7: solução ácida (mais íons hidrogênio)
• pH igual a 7: solução neutra (água pura a 25 °C)
• pH superior a 7: solução básica ou alcalina (menos íons hidrogênio)

A escala geralmente é apresentada de 0 a 14, embora não tenha limite inferior ou superior fixo. Ácidos muito concentrados podem ficar abaixo de 0, e bases muito concentradas podem ficar acima de 14.

Um número de pH maior sempre significa uma concentração menor de íons hidrogênio, e não uma maior. Por exemplo, uma solução com pH 4,05 tem menos íons hidrogênio, cerca de 8,9 × 10⁻⁵ mol/L, do que uma solução com pH 4,00, que tem 1,0 × 10⁻⁴ mol/L. Isso é relevante ao verificar um eletrodo de pH com uma solução-tampão de referência. Se um medidor indicar pH 4,05 em vez do pH esperado de 4,00 da solução-tampão, ele está registrando ligeiramente menos íons hidrogênio do que a solução-tampão realmente contém, e o eletrodo pode precisar ser recalibrado.

Perguntas frequentes

Como calcular o pH a partir da concentração de íons hidrogênio?

Calcule o logaritmo de base 10 da concentração de íons hidrogênio em mol/L e, em seguida, multiplique por -1. Para [H+] = 1 × 10⁻⁵ mol/L, pH = -log₁₀(10⁻⁵) = 5,00.

Qual é a diferença entre pH e concentração de íons hidrogênio?

Eles descrevem a mesma propriedade de duas formas. [H+] é uma concentração, em mol/L. pH é o logaritmo negativo de base 10 dessa concentração. A escala de pH transforma números de concentração muito pequenos em valores simples, aproximadamente entre 0 e 14.

Um pH maior significa mais ou menos íons hidrogênio?

Menos. Por causa do sinal de menos na fórmula, o pH e a concentração de íons hidrogênio variam em sentidos opostos. Um pH maior sempre corresponde a um [H+] menor, e um pH menor sempre corresponde a um [H+] maior.

O pH pode ser negativo ou maior que 14?

Sim, embora isso seja incomum. Ácidos muito concentrados podem ter pH abaixo de 0, e bases muito concentradas podem ter pH acima de 14. A maioria das soluções do dia a dia fica entre 0 e 14.

Qual é o pH da água pura?

A água pura tem pH 7,00 a 25 °C, com concentração de íons hidrogênio de 1 × 10⁻⁷ mol/L. Esse valor é definido como neutro, no meio do intervalo entre ácido e básico na escala padrão.

A temperatura afeta o cálculo do pH?

A fórmula pH = -log₁₀[H+] não muda com a temperatura. Porém, a concentração de íons hidrogênio da água neutra varia com a temperatura, portanto o valor de pH considerado neutro se afasta ligeiramente de 7,00 em temperaturas diferentes de 25 °C.