Por que o pH da água destilada é geralmente
? Como você pode evitar que isso ocorra?
Passo 1
O enunciado faz duas perguntas claras:
- Por que o pH da água destilada é geralmente menor que
? - Como evitar que isso aconteça?
Informações implícitas que vamos usar (não pedidas, mas necessárias para resolver): a água destilada, quando exposta ao ar, pode dissolver gases atmosféricos (em especial
); o dióxido de carbono reage com a água formando espécies ácidas (ácido carbônico / bicarbonato) que liberam
. Não há figura nem tabela no enunciado.
Passo 2
Entender a química envolvida — reações importantes.
Quando do ar dissolve na água ocorrem, em etapas simplificadas, as reações:
Quando
A terceira reação é uma dissociação ácida: a produção de
é o que baixa o pH. Na prática, para concentrações e condições usuais, podemos tratar
e
juntos como a espécie que dá origem a
via a constante de acidez
da primeira dissociação.
Passo 3
Como estimar quanto
fica dissolvido — Lei de Henry.
A quantidade de dissolvida em equilíbrio com o ar é dada pela Lei de Henry:
A quantidade de
onde
é a constante de Henry (unidades:
) e
é a pressão parcial de
no ar (em atm). Valores típicos a
:
Logo a concentração dissolvida aproximada é
Passo 4
Equilíbrio ácido e cálculo aproximado de
.
A primeira dissociação (considerando efetivamente como a espécie que dissocia) tem constante
A primeira dissociação (considerando
o valor típico é
Faça a aproximação comum: a quantidade dissociada é pequena comparada a
, e seja
a concentração de
gerada pela dissociação de
. Então
Substituindo em
:
Isto nos dá
devido ao
.
Passo 5
Cálculo numérico do pH (passo a passo, sem pular contas).
Usando e
dos passos anteriores:
Usando
Agora o pH é
Observação didática: a autoionização da água pura (
) é muito menor que
, portanto o efeito dominante no pH da água exposta ao ar é a absorção de
.
Passo 6
Interpretação física e conclusão do “por que”.
Resumo explicativo, em linguagem direta: água destilada muito pura, se for realmente isolada, teria pH a
(apenas pela autoionização,
). Mas, na prática, água destilada fica em contato com o ar e dissolve
. O
forma ácido carbônico/bicarbonato que libera
e desloca o pH para valores ácidos típicos por volta de
. Portanto a razão principal do pH menor que
é a contaminação por
do ar (e, secundariamente, por outros gases ou impurezas).
Resumo explicativo, em linguagem direta: água destilada muito pura, se for realmente isolada, teria pH
Passo 7
Como evitar (métodos práticos e prós/contras)
Aqui estão formas eficazes de evitar que a água destilada fique ácida por contato com o ar:
Aqui estão formas eficazes de evitar que a água destilada fique ácida por contato com o ar:
- Armazenar em frascos bem fechados e herméticos — reduz bastante a difusão de
. - Degassar a água antes de usar: ferver e resfriar sob atmosfera inerte (por exemplo, borbulhar
ou na água) remove . Depois manter fechada. - Fazer destilação sob vácuo ou usar destilação / armazenamento que minimize o contato com o ar (destilação em linha com condensador fechado).
- Trabalhar em atmosfera inerte (glovebox com
ou ) se for necessário água praticamente sem . - Usar água preparada como “CO_2-free water” comercial ou água desgasificada por membrana.
- Evitar “corrigir” o pH adicionando muita base (por exemplo,
) a menos que esteja explicitamente permitido, porque isso muda a composição química e propriedades da água (torna-a não-pura).
Comentários práticos: para a maioria das aplicações laboratoriais, guardar em frasco bem fechado e, se necessário, ferver e purgar comé suficiente. Para análises sensíveis, usa-se água desgasificada e ambiente livre de .
Resposta
A água destilada costuma ficar com
porque absorve
do ar; o
forma ácido carbônico/bicarbonato que libera
, levando o pH típico em equilíbrio com o ar para cerca de
.
Para evitar isso: mantenha a água em frascos herméticos, degasse (fervura ou borbulhar ), destile/arithere sob vácuo ou trabalhe em atmosfera inerte; para aplicações sensíveis use água desgasificada/“CO_2)-free).
Para evitar isso: mantenha a água em frascos herméticos, degasse (fervura ou borbulhar