A o produto iônico da água, , é igual a . Em relação a soluções aquosas nesta temperatura são feitas as seguintes afirmações:
I- Soluções ácidas são aquelas que têm .
II- Soluções neutras têm .
III- Soluções básicas têm .
IV- tem que ser igual a 13,0.
V- Solução com pH 14 é impossível de ser obtida.
Das afirmações acima estão corretas:
A priori, deve-se entender que $\ce{pH}$ e $\ce{pOH}$ não diz respeito diretamente a basicidade e acidez, mas sim as atividades químicas que em soluções ideias - muito diluídas - são iguais as concentrações. Nessa perspectiva, entende-se por solução ácida aquela que contêm maior concentração de cátions $\ce{H^+}$ que ânions $\ce{OH^-}$, já para solução básica, inverte-se essa relação. Desse modo, analisemos as afirmativas:
$• \ \text{Afirmativas I, II, III e IV:}$ $\color{royalblue}{\text{Verdadeiras}}$
Pelo produto iônico, têm-se:\begin{matrix} \ce{\log{([\ce{H^+}]\cdot [\ce{OH^-}])}= \log{10^{-13}} &\Rightarrow& \log{[\ce{H^+}]} + \log{[\ce{OH^-}]} = -13 &\therefore&pH + pOH = 13}
\end{matrix}
Ora, a solução neutra será aquela que apresente $\ce{pH = pOH}$, o que infere ser $\ce{pH = pOH = 6,5}$ quando neutro. Analogamente, para uma solução ácida, têm-se $\ce{pH < 6,5}$, já para básica $\ce{pH > 6,5}$.
$• \ \text{Afirmativa V:}$ $\color{orangered}{\text{Falsa}}$
Veja novamente a relação entre $\ce{pH}$ e $\ce{pOH}$, para que o $\ce{pH}$ seja igual a $14$, precisa-se apenas que o $\ce{pOH}$ seja igual a $-1$. Portanto, para a solução com $\ce{pH =14}$, basta haver $\ce{10^{-14} \ molar \ de \ H^+}$ para $\ce{10 \ molar \ de \ OH^-}$.\begin{matrix} Letra \ (D)
\end{matrix}