Por que o pH da água destilada é geralmente <7 ? Como você pode evitar que isso ocorra?

Passo 1

O enunciado pergunta por que o pH da água destilada acaba ficando tipicamente abaixo de \,7 e como evitar isso. O conteúdo envolvido é química de soluções aquosas, em particular equilíbrio ácido-base e a solubilização de dióxido de carbono do ar. Vamos revisar a teoria da autoprotólise da água e depois ver o efeito do \text{CO}_2 dissolvido.

Passo 2

Em condições ideais, água absolutamente pura só contém auto-ionização
2\,\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^{+} + \text{OH}^{-},
de modo que [\text{H}_3\text{O}^{+}]=[\text{OH}^{-}]=10^{-7}\,\text{mol\cdotL}^{-1} a 25^\circ\text{C}, levando a \text{pH}=7. Mas na prática a água destilada entra em contato com o ar ambiente durante o preparo e armazenamento.

Passo 3

O ar contém \approx 0{,}04\% de \text{CO}_2. Esse gás se dissolve na água e forma ácido carbônico segundo as reações
\text{CO}_{2(\text{g})} \rightleftharpoons \text{CO}_{2(\text{aq})},
\text{CO}_{2(\text{aq})} + \text{H}_{2}\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_{2}\text{CO}_{3},
\text{H}_{2}\text{CO}_{3} \rightleftharpoons \text{H}^{+} + \text{HCO}_{3}^{-}.
Mesmo que \text{H}_2\text{CO}_3 seja um ácido fraco, ele libera íons \text{H}^{+} suficientes para baixar o pH da água pura para aproximadamente 5{,}6.

Passo 4

Portanto, o pH da água destilada fica tipicamente abaixo de 7 pelo pequeno excesso de \text{H}^{+} proveniente do ácido carbônico formado. Quanto mais tempo essa água ficar exposta ao ar, mais \text{CO}_2 será absorvido e menor ficará o pH.

Passo 5

Para evitar essa acidificação indesejada, devemos impedir que a água entre em contato com \text{CO}_2 do ar:
  • Destilar sob atmosfera de gás inerte (por ex., nitrogênio) e manter o sistema fechado.
  • Borbulhar um gás inerte antes de armazenar, para remover \text{CO}_2 dissolvido.
  • Armazenar a água em frascos bem vedados e, se possível, sob atmosfera de gás neutro.

Resposta

O pH da água destilada fica abaixo de 7 porque ela absorve \text{CO}_2 do ar, formando \text{H}_2\text{CO}_3 e liberando \text{H}^{+}. Para evitar isso, destile e armazene a água em sistemas fechados ou sob gás inerte, removendo o \text{CO}_2 dissolvido antes do uso.

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