Contextualização

O conceito de pH é fundamental na química e bioquímica. O termo "pH" foi inicialmente descrito pelo químico dinamarquês Søren Peder Lauritz Sørensen em 1909. pH é a sigla para "potencial de hidrogênio". Isto é, a atividade dos íons de hidrogênio em uma solução.

A escala de pH é definida de 0 a 14. Uma solução com pH 7 é considerada neutra (nem ácida, nem básica, ou alcalina). Os valores de pH menores que 7 indicam acidez; os valores maiores que 7 indicam basicidade. Este é um importante conceito pois a maioria das reações químicas ocorrem em meio aquoso e o pH do meio pode afetar grandemente o curso das reações.

A auto-ionização da água, também conhecida como autoprotólise, é o processo de ionização onde uma molécula de água perde um próton (H+) para outra molécula de água, resultando na formação dos íons hidrônio (H3O+) e íon hidroxila (OH-), que estão em estado de equilíbrio em um dado pH. Esta é uma reação fundamental que precisa ser compreendida para se entender os processos ácido-básicos.

Sua relevância e aplicação no mundo real

Em muitas áreas do cotidiano, o conceito de pH é aplicado. Para exemplificar, no controle da qualidade de alimentos, na agricultura, nos processos industriais e na medicina, o pH é uma informação importante. No nosso organismo, por exemplo, o controle do pH é vital. O estômago possui um pH ácido (em torno de pH 2), que é vital para a digestão dos alimentos. Já o sangue mantém um delicado equilíbrio em torno do pH 7,4.

Na agricultura, a medida do pH do solo é essencial para entender sua saúde e determinar quais plantas crescerão melhor em determinadas condições de solo. Um valor de pH aproximado de 7,0 é ideal para a maioria das plantas, embora algumas prefiram solos mais ácidos ou alcalinos.

Materiais extras

Para um entendimento mais amplo sobre o conceito de pH, é recomendado a leitura do capítulo sobre Equilíbrio Ácido-Base do livro "Química: a ciência central" (BROWN, Theodore L.; LEMAY, H. Eugene Jr; BURSTEN, Bruce E.; MURPHY, Catherine; WOODWARD, Patrick) e assistir ao vídeo "The pH scale" disponível no [canal Khan Academy] Além disso, um bom complemento é a leitura do artigo "Water Chemistry for Beginners: What is pH?" disponível no [website Home Science Tools]

Atividade Prática

Testando o pH de Soluções Comuns

Objetivo do Projeto

Neste experimento, os alunos testarão o pH de várias soluções comuns, como suco de limão ou bicarbonato de sódio dissolvido em água. O objetivo é familiarizar-se com a prática de medição do pH, compreender a escala de pH e entender como essas medidas são relevantes em nosso dia-a-dia.

Materiais Necessários

• pHmetro portátil (ou tiras de papel pH universal)
• Copos de plástico
• Alimentos e produtos comuns do dia a dia (ex: suco de limão, detergente, vinagre, bicarbonato de sódio dissolvido em água etc.)
• Água destilada
• Solução tampão para calibração do pHmetro (pH = 4,7 e 10)

Descrição Detalhada do Projeto

Este projeto será dividido em duas partes principais. Na primeira, cada grupo de alunos irá calibrar o pHmetro e testar o pH de diferentes soluções preparadas. Na segunda, as equipes irão pesquisar e preparar um relatório sobre a relevância e aplicações do teste de pH em cenários da vida real.

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade

1. Calibre o pHmetro segundo as instruções do fabricante utilizando as soluções tampão.

2. Lave o eletrodo com água destilada e seque-o delicadamente com papel absorvente.

3. Prepare as soluções que serão testadas.

4. Mergulhe o eletrodo na solução a ser medida, agite suavemente para remoção das bolhas de ar e espere até que a leitura se estabilize.

5. Anote o valor de pH indicado pelo equipamento.

6. Repita o procedimento de lavagem do eletrodo, secagem e medição para cada uma das diferentes soluções.

7. Após testar todas as soluções, faça um gráfico do pH de cada uma delas em um gráfico, com o nome da solução no eixo x e o pH no eixo y.

Cada grupo de alunos deve passar cerca de cinco a dez horas no experimento acima e sua preparação e análise.

Entregas do Projeto

Os alunos devem preparar um relatório final que explique o experimento realizado e seus resultados. Este relatório deve ser entregue um mês após o início do projeto e deve conter:

1. Introdução: Em que se explique brevemente a teoria do pH e o objetivo do experimento.

2. Desenvolvimento: Onde vocês irão detalhar os passos que seguiram no experimento, os materiais utilizados e os resultados obtidos. Nesta seção, vocês irão inserir o gráfico do pH das soluções.

3. Conclusões: Em que vocês analisarão os resultados, explicarão o que aprenderam com o experimento e como isso se aplica ao mundo real.

4. Bibliografia: Inclua todas as fontes nas quais vocês se basearam.

Lembre-se de que o relatório final deve ser claro, bem organizado e preciso. Além disso, a escrita deve ser correta e formal, mas ainda compreensível para uma audiência não especialista.