Calculadora de Soluções: Molaridade, Diluição e pH

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calcular pH de ácido fraco

Calcular o pH de ácido fraco e base fraca (Ka, Kb, acético, amônia, HF)

Ácido fraco ioniza pouco, e é por isso que o pH não é simplesmente −log c. Digite a concentração e escolha o ácido na tabela de Ka (ou digite o seu): a ferramenta resolve o equilíbrio e compara com a aproximação de livro.

Do equilíbrio ao pH, com e sem aproximação

Para HA ⇌ H⁺ + A⁻ de concentração c, a ionização x satisfaz Ka = x² ÷ (c − x), ou x² + Ka·x − Ka·c = 0. A raiz positiva é x = (−Ka + √(Ka² + 4·Ka·c)) ÷ 2, e pH = −log x. Para ácido acético 0,1 mol/L com Ka = 1,75 × 10⁻⁵: x = 1,31 × 10⁻³ mol/L, pH 2,88 e grau de ionização de 1,3 %. Com Ka = 1,8 × 10⁻⁵, comum em livros, o pH exato é 2,875 e a aproximação dá 2,872, motivo de respostas ligeiramente diferentes entre fontes.
A aproximação x ≈ √(Ka·c) supõe c − x ≈ c e só vale com x até 5 % de c. No ácido fluorídrico 0,01 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁴), x é 22 % de c: a aproximação dá 2,60 e o valor correto é 2,65. No ácido acético 1 × 10⁻⁵ mol/L, a aproximação (4,87) erra em mais de 0,25 do correto (5,15). Por isso a ferramenta mostra os dois caminhos lado a lado e diz se o teste dos 5 % passa. Para bases fracas vale o mesmo com Kb e [OH⁻]: amônia 0,1 mol/L (Kb = 1,8 × 10⁻⁵) tem pOH 2,875 e pH 11,12.
Em soluções muito diluídas a água não pode ser ignorada. O balanço de cargas completo inclui [OH⁻] = Kw ÷ [H⁺] com Kw = 1,0 × 10⁻¹⁴ a 25 °C. Para ácido forte, HCl 1 × 10⁻⁸ mol/L dá [H⁺] = 1,05 × 10⁻⁷ mol/L e pH 6,98, nunca 8, e HCl 5 × 10⁻⁸ mol/L dá 6,89. Ácidos polipróticos ionizam em etapas e a ferramenta resolve todas: H2SO4 0,1 mol/L tem a primeira ionização completa e a segunda (Ka2 = 1,0 × 10⁻²) leva o pH a 0,96, e não a 1,00. Todos os valores são para 25 °C.

pH calculado pelo equilíbrio exato

Ácido acético 0,1 mol/L

Entrada: Ka = 1.75e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 2.88

Exato 2,8814; aproximação 2,8785.

Ácido acético 0,1 mol/L com Ka de livro

Entrada: Ka = 1.8e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 2.88

Exato 2,8753; aproximação 2,8724 (2,87).

Amônia 0,1 mol/L

Entrada: Kb = 1.8e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 11.12

pOH 2,875.

Ácido fluorídrico 0,01 mol/L

Entrada: Ka = 6.3e-4; c = 0.01
Saída esperada: pH 2.65

x = 22 % de c: a aproximação (2,60) não vale.

HCl 1e-8 mol/L

Entrada: ácido forte; c = 1e-8
Saída esperada: pH 6.98

Com a água; sem ela daria 8.

NaOH 0,01 mol/L

Entrada: base forte; c = 0.01
Saída esperada: pH 12.00

[OH⁻] = 0,01; pOH 2.

FAQ da ferramenta completa

Como calcular a molaridade de uma solução?

Molaridade é mols de soluto por litro de solução: c = m ÷ (M × V). Para 5,844 g de NaCl (58,44 g/mol) em 1 L de solução: 5,844 ÷ 58,44 = 0,1000 mol, logo 0,1000 mol/L. O V é o volume da solução final, medido até o traço do balão, e não o volume de água usada.

Qual é a diferença entre molaridade e molalidade?

Como converter % m/m em mol/L?

Quanto devo pesar para preparar uma solução, com hidrato e pureza?

Como usar C1V1 = C2V2 e o que significa diluir 1:10?

Como calcular o pH de um ácido fraco e quando vale a aproximação dos 5 %?

Por que o pH do HCl 1e-8 mol/L não é 8?

Como funciona o tampão e quando Henderson-Hasselbalch falha?

Como ler a curva de titulação e escolher o indicador?

Quais são os limites dos cálculos e para que não usar a ferramenta?

Perguntas frequentes

Por que o ácido acético 0,1 mol/L não tem pH 1?

Porque ioniza só 1,3 %. Só 1,3 × 10⁻³ mol/L dos 0,1 mol/L vira H⁺, o que dá pH 2,88. Um ácido forte na mesma concentração teria pH 1.

O pH pode ser negativo ou maior que 14?

Pode, em soluções concentradas de ácido ou base forte (HCl 2 mol/L teria pH calculado de −0,30). Nessas concentrações a atividade difere da concentração, e o valor medido se afasta do calculado.

De onde vêm os valores de Ka?

Da tabela de referência do LibreTexts, que cita o CRC Handbook, a 25 °C. Livros diferentes trazem valores um pouco diferentes (1,75 ou 1,8 × 10⁻⁵ para o acético); você pode digitar o seu.

Próximos passos

A mesma solução em todas as unidades
Unidade	Valor
Molaridade (mol/L)	0,100 mol/L
Milimolaridade (mmol/L)	100 mmol/L
Normalidade (eq/L)	0,100 eq/L
Molalidade (mol/kg)	0,101 mol/kg
Fração molar (x)	0,00181
Concentração comum (g/L)	5,84 g/L
Miligramas por litro (mg/L)	5840 mg/L
% massa/volume (g/100 mL)	0,584 % m/v
% volume/volume	precisa de densidade do soluto
% massa/massa	0,584 % m/m
Título (fração em massa)	0,00584
Partes por milhão (ppm, mg/kg)	5840 ppm
Partes por bilhão (ppb, µg/kg)	5,84 × 10⁶ ppb

A mesma solução em todas as unidades

Unidade

Valor

Molaridade (mol/L)

0,100 mol/L

Milimolaridade (mmol/L)

100 mmol/L

Normalidade (eq/L)

0,100 eq/L

Molalidade (mol/kg)

0,101 mol/kg

Fração molar (x)

0,00181

Concentração comum (g/L)

5,84 g/L

Miligramas por litro (mg/L)

5840 mg/L

% massa/volume (g/100 mL)

0,584 % m/v

% volume/volume

precisa de densidade do soluto

% massa/massa

0,584 % m/m

Título (fração em massa)

0,00584

Partes por milhão (ppm, mg/kg)

5840 ppm

Partes por bilhão (ppb, µg/kg)

5,84 × 10⁶ ppb

Do equilíbrio ao pH, com e sem aproximação

Para HA ⇌ H⁺ + A⁻ de concentração c, a ionização x satisfaz Ka = x² ÷ (c − x), ou x² + Ka·x − Ka·c = 0. A raiz positiva é x = (−Ka + √(Ka² + 4·Ka·c)) ÷ 2, e pH = −log x. Para ácido acético 0,1 mol/L com Ka = 1,75 × 10⁻⁵: x = 1,31 × 10⁻³ mol/L, pH 2,88 e grau de ionização de 1,3 %. Com Ka = 1,8 × 10⁻⁵, comum em livros, o pH exato é 2,875 e a aproximação dá 2,872, motivo de respostas ligeiramente diferentes entre fontes.

A aproximação x ≈ √(Ka·c) supõe c − x ≈ c e só vale com x até 5 % de c. No ácido fluorídrico 0,01 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁴), x é 22 % de c: a aproximação dá 2,60 e o valor correto é 2,65. No ácido acético 1 × 10⁻⁵ mol/L, a aproximação (4,87) erra em mais de 0,25 do correto (5,15). Por isso a ferramenta mostra os dois caminhos lado a lado e diz se o teste dos 5 % passa. Para bases fracas vale o mesmo com Kb e [OH⁻]: amônia 0,1 mol/L (Kb = 1,8 × 10⁻⁵) tem pOH 2,875 e pH 11,12.

Em soluções muito diluídas a água não pode ser ignorada. O balanço de cargas completo inclui [OH⁻] = Kw ÷ [H⁺] com Kw = 1,0 × 10⁻¹⁴ a 25 °C. Para ácido forte, HCl 1 × 10⁻⁸ mol/L dá [H⁺] = 1,05 × 10⁻⁷ mol/L e pH 6,98, nunca 8, e HCl 5 × 10⁻⁸ mol/L dá 6,89. Ácidos polipróticos ionizam em etapas e a ferramenta resolve todas: H2SO4 0,1 mol/L tem a primeira ionização completa e a segunda (Ka2 = 1,0 × 10⁻²) leva o pH a 0,96, e não a 1,00. Todos os valores são para 25 °C.

pH calculado pelo equilíbrio exato

Ácido acético 0,1 mol/L

Entrada: Ka = 1.75e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 2.88

Exato 2,8814; aproximação 2,8785.

Ácido acético 0,1 mol/L com Ka de livro

Entrada: Ka = 1.8e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 2.88

Exato 2,8753; aproximação 2,8724 (2,87).

Amônia 0,1 mol/L

Entrada: Kb = 1.8e-5; c = 0.1
Saída esperada: pH 11.12

pOH 2,875.

Ácido fluorídrico 0,01 mol/L

Entrada: Ka = 6.3e-4; c = 0.01
Saída esperada: pH 2.65

x = 22 % de c: a aproximação (2,60) não vale.

HCl 1e-8 mol/L

Entrada: ácido forte; c = 1e-8
Saída esperada: pH 6.98

Com a água; sem ela daria 8.

NaOH 0,01 mol/L

Entrada: base forte; c = 0.01
Saída esperada: pH 12.00

[OH⁻] = 0,01; pOH 2.

FAQ da ferramenta completa

Como calcular a molaridade de uma solução?

Qual é a diferença entre molaridade e molalidade?

Como converter % m/m em mol/L?

Quanto devo pesar para preparar uma solução, com hidrato e pureza?

Como usar C1V1 = C2V2 e o que significa diluir 1:10?

Como calcular o pH de um ácido fraco e quando vale a aproximação dos 5 %?

Por que o pH do HCl 1e-8 mol/L não é 8?

Como funciona o tampão e quando Henderson-Hasselbalch falha?

Como ler a curva de titulação e escolher o indicador?

Quais são os limites dos cálculos e para que não usar a ferramenta?

Perguntas frequentes

Por que o ácido acético 0,1 mol/L não tem pH 1?

Porque ioniza só 1,3 %. Só 1,3 × 10⁻³ mol/L dos 0,1 mol/L vira H⁺, o que dá pH 2,88. Um ácido forte na mesma concentração teria pH 1.

O pH pode ser negativo ou maior que 14?

De onde vêm os valores de Ka?

Da tabela de referência do LibreTexts, que cita o CRC Handbook, a 25 °C. Livros diferentes trazem valores um pouco diferentes (1,75 ou 1,8 × 10⁻⁵ para o acético); você pode digitar o seu.

A mesma solução em todas as unidades
Unidade	Valor
Molaridade (mol/L)	0,100 mol/L
Milimolaridade (mmol/L)	100 mmol/L
Normalidade (eq/L)	0,100 eq/L
Molalidade (mol/kg)	0,101 mol/kg
Fração molar (x)	0,00181
Concentração comum (g/L)	5,84 g/L
Miligramas por litro (mg/L)	5840 mg/L
% massa/volume (g/100 mL)	0,584 % m/v
% volume/volume	precisa de densidade do soluto
% massa/massa	0,584 % m/m
Título (fração em massa)	0,00584
Partes por milhão (ppm, mg/kg)	5840 ppm
Partes por bilhão (ppb, µg/kg)	5,84 × 10⁶ ppb

A mesma solução em todas as unidades

Unidade

Valor

Molaridade (mol/L)

0,100 mol/L

Milimolaridade (mmol/L)

100 mmol/L

Normalidade (eq/L)

0,100 eq/L

Molalidade (mol/kg)

0,101 mol/kg

Fração molar (x)

0,00181

Concentração comum (g/L)

5,84 g/L

Miligramas por litro (mg/L)

5840 mg/L

% massa/volume (g/100 mL)

0,584 % m/v

% volume/volume

precisa de densidade do soluto

% massa/massa

0,584 % m/m

Título (fração em massa)

0,00584

Partes por milhão (ppm, mg/kg)

5840 ppm

Partes por bilhão (ppb, µg/kg)

5,84 × 10⁶ ppb