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O Equilíbrio Químico da Água: O pH
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A água é um eletrólito fraco que se dissocia de acordo com a equação química:
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No equilíbrio,
K = [H+]x[OH-] / [H2O]
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Contudo, a concentração da água é essencialmente constante, cerca de 55 moles por litro. Logo, tem-se:
onde Kw é a constante de dissociação da água, e vale a 25 ºC, 1x10-14.
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Então, na água pura a concentração de H+ e OH- é igual a 1x10-7 molar ou mol L-1. Assim, se adicionarmos um ácido à água, a concentração de H+ ficará maior que 1x10-7 molar ou mol L-1, como o produto deve permanecer constante e igual a 1x1014, a concentração de íons OH- diminui. A faixa de concentração de íons H+ e OH- é muito ampla, por isto Sorensen idealizou em 1909 a escala de pH, que foi definida como o logaritmo negativo, na base decimal, da concentração de íons hidrogênio.
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De acordo com Sorensen temos as expressões ao lado. Assim, as soluções neutras apresentam um pH igual a 7, as ácidas um pH menor que 7 e as alcalinas um pH maior que 7.
Além do fenômeno de dissociação da água, igualmente importante é o fenômeno de dissociação de ácidos e bases . Outros equilíbrios iônicos importantes que ocorrem em solução aquosa são a hidrólise e o produto de solubilidade .
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