Calcule o pH de uma solução neutra a 25^{\circ} \mathrm{C}.

Passo 1

O enunciado nos pede para calcular o pH de uma solução neutra a 25^\circ \mathrm{C}.
Para isso, vamos usar o conceito de produto iônico da água K_w e a definição de pH.

Passo 2

A água se autodissocia segundo a reação
\mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-}
e o produto iônico da água a 25^\circ \mathrm{C} é
K_w = [\mathrm{H^+}]\,[\mathrm{OH^-}] = 1,0\times 10^{-14}.
Numa solução neutra, as concentrações de íons hidrogênio e hidroxila são iguais:
[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{OH^-}].

Passo 3

Igualando as concentrações e usando K_w, temos
[\mathrm{H^+}]^2 = K_w \quad\Longrightarrow\quad [\mathrm{H^+}] = \sqrt{1,0\times 10^{-14}} = 1,0\times 10^{-7}\,\mathrm{M}.

Passo 4

O pH é definido como
\mathrm{pH} = -\log_{10}[\mathrm{H^+}],
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\mathrm{pH} = -\log_{10}\bigl(1,0\times 10^{-7}\bigr) = 7.

Resposta

O pH de uma solução neutra a 25^\circ \mathrm{C} é 7.

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