Como calcular o pH de uma solução de lixívia?

Question

Como calcular o pH de uma solução de lixívia?

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Estou tentando descobrir se posso substituir o católito de um sistema de eletrólise de água salgada por uma solução de lixívia na fabricação de pretzel. Para descobrir isso, eu preciso saber o pH da minha solução de lixívia, o que parece ser um cálculo bastante complicado. Alguém pode explicar como calcular o pH de uma solução de lixívia a 4%? (exemplo: 40g de lixívia em 1 litro de água)

baking chemistry

por SourDoh 23.04.2017 / 23:08

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O número exato dependerá do que exatamente sua soda cáustica é composta. A lixívia geralmente se refere a hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH). Para os cálculos, vou assumir que é hidróxido de sódio.

Como as moléculas são realmente pequenas, os químicos usam unidades maiores para contá-las, a saber, a toupeira. Uma mole de um composto contém 6,022 x 10 23 moléculas do mesmo. É como uma dúzia de ovos significa 12, exceto que, em vez de 12, é 6,022 x 1023 ^.

Uma mole de hidróxido de sódio pesa 40 g (Ctrl-F "massa molar" no artigo da Wikipedia ) . Então, os 40 g de soda cáustica que você está usando contém uma mole, ou 6,022 x 10 ^{23 moléculas, de NaOH.}

Cada molécula de NaOH dissocia-se, ou divide-se, em um íon de sódio e um íon hidróxido: Na + e OH e ^-. Os íons de hidróxido são responsáveis pela corrosividade da base strong, assim como a sensação de escorregadio se você acidentalmente pegar em suas mãos. Nesta solução, você terá uma mole de íons de hidróxido.

Agora você pode transformar isso em uma concentração, que é definida pela quantidade de uma substância, dividida pelo volume em que ela está. Aqui, a quantidade é 1 mol e seu volume é 1 L, então a concentração de OH ^- é (1 mol) / (1 L) = 1 mol / l. Concentrações são comumente denotadas com colchetes, então é comum escrever [OH ^-] = 1 mol / L.

Finalmente, chegamos ao último bit. O pH de uma solução é dado pelo pH = −log ₁₀ [H ⁺], onde os colchetes [H ⁺] denotam a concentração de íons de hidrogênio, H ⁺. Há um pequeno problema: o pH está procurando [H ⁺], enquanto nós só sabemos [OH ^-]. Felizmente, também é um fato conhecido que sempre que você usa água como solvente à temperatura ambiente, a seguinte relação é verdadeira:

[H ⁺] x [OH ^-] = 10 ⁻¹⁴ mol ² / L ²

Portanto, [H ⁺] = (10 ⁻¹⁴ mol ² / L ²) / ( 1 mol / L) = 10 ⁻¹⁴ mol / L. Tomando o logaritmo negativo disso, você obtém pH = 14 .

Se a sua soda cáustica for realmente hidróxido de potássio, você precisará executar todos esses passos novamente. O resultado final não é muito diferente, no entanto; você terá um pH de 13,85.