70 Escreva uma descrição da escala logarítmica usada para a escala pH , que mede acidez (isto vai provavelmente requerer o uso da biblioteca ou da Internet).
Passo 1
O enunciado nos pede uma descrição da escala logarítmica usada para definir o pH, que é a medida de acidez de uma solução. O conteúdo envolve noções de concentração de íons hidrogênio
, de logaritmo decimal e de como converter um amplo intervalo de concentrações em uma escala numérica prática.
Passo 2
Para começar, lembramos da definição fundamental de pH, proposta por S"orensen em
. Ela se baseia no logaritmo decimal da atividade (aproximadamente a concentração) de íons hidrogênio:
Esse sinal negativo faz com que maiores concentrações de
correspondam a valores menores de pH, e vice-versa.
Passo 3
A propriedade chave de uma escala logarítmica é comprimir ordens de magnitude em unidades lineares. Como
um aumento de uma unidade de pH significa uma redução de dez vezes na concentração de
. Por exemplo, uma solução com pH
tem dez vezes mais íons
que outra com pH
.
Passo 4
Na prática a escala pH costuma variar de
a
para soluções aquosas típicas:
Em água pura,
, logo
.
Soluções ácidas têm
(maior
), e soluções básicas têm
(menor
).
Extremos como correspondem a
e
a
.
Extremos como
Passo 5
Escolheu-se essa escala porque concentrações de íons hidrogênio em soluções reais podem variar de
a
mol/L ou mais. O logaritmo transforma esse intervalo vasto numa faixa de números simples (geralmente
–
), facilitando comparação e comunicação dos resultados.
Resposta
A escala de pH é uma escala logarítmica definida por
onde
é a concentração de íons hidrogênio em mol/L. Cada variação de uma unidade de pH corresponde a uma mudança de dez vezes na concentração de
, o que permite representar de forma simples e compacta um intervalo de concentrações que varia por várias ordens de magnitude. Essa propriedade torna a escala pH uma ferramenta prática e padrão para medir e comparar acidez e basicidade de soluções aquosas.