Dica do autor: A água possui a propriedade de autoionização, onde duas moléculas interagem:

2H2O⇌H3O++OH−2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻2H2​O⇌H3​O++OH−

A constante de ionização da água (Kw) é dada por:

Kw=[H3O+]×[OH−]=1×10−14(a25°C)Kw = [H₃O⁺] \times [OH⁻] = 1 \times 10^{-14} \quad (a 25 °C)Kw=[H3​O+]×[OH−]=1×10−14(a25°C)

Como a água pura é eletricamente neutra, temos:

[H3O+]=[OH−]=Kw=1×10−7 M[H₃O⁺] = [OH⁻] = \sqrt{Kw} = 1 \times 10^{-7} \, M[H3​O+]=[OH−]=Kw​=1×10−7M

O pH é o logaritmo negativo da concentração de prótons:

pH=−log⁡[H3O+]=−log⁡(1×10−7)=7pH = - \log [H₃O⁺] = - \log (1 \times 10^{-7}) = 7pH=−log[H3​O+]=−log(1×10−7)=7

Portanto, em condições ideais e a 25 °C, o pH da água pura é igual a 7, que é considerado o pH neutro.

Alternativa A: INCORRETA. pH 5 é ácido, indicando excesso de íons H₃O⁺. Isso não corresponde ao equilíbrio da água pura.

Alternativa B: INCORRETA. pH 6 ainda é ácido, mas levemente. Embora pequenas variações possam ocorrer em soluções reais, a água pura em condições ideais não apresenta esse valor.

Alternativa C: CORRETA. pH 7 corresponde ao ponto de neutralidade, quando [H3O+]=[OH−][H₃O⁺] = [OH⁻][H3​O+]=[OH−]. Esse é o valor esperado para água pura a 25 °C.

Alternativa D: INCORRETA. pH 8 é básico, indicando excesso de íons OH⁻, o que não ocorre na água pura em equilíbrio.

Alternativa E: INCORRETA. pH 9 é ainda mais básico, também incompatível com a autoionização simples da água sem outros solutos.

Resposta correta: Alternativa C

Referências:

• LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2018.
• STRYER, L. Bioquímica. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
• DEVLIN, T. M. Bioquímica: Livro Texto com Correlações Clínicas. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011.