Contexto: Em um laboratório de química, um estudante precisa identificar duas soluções aquosas rotuladas apenas como “Solução A” e “Solução B”. Ele mede o pH de ambas e encontra os seguintes valores: pH da Solução \mathrm{A}=13 e pH da Solução B =9. Enunciado: Considerando os valores de pH medidos e seus conhecimentos sobre ácidos e bases, qual das seguintes alternativas apresenta a identificação CORRETA das soluções?
a) Solução A: ácido forte; Solução B: ácido fraco.
b) Solução A: base forte; Solução B: base fraca.
c) Solução A: ácido fraco; Solução B: base forte.
d) Solução A: base fraca; Solução B: ácido forte.
e) Solução A: ácido forte; Solução B: base forte.
Passo 1
O enunciado fornece os pH medidos das duas soluções e pede que escolhamos, entre as alternativas dadas, a identificação correta de cada solução. Dados do enunciado:
\text{pH da Solução A} = 13
\text{pH da Solução B} = 9
Pergunta: qual alternativa (a)–(e) descreve corretamente cada solução como ácido/base e como forte/fraco?
Passo 2
Vamos lembrar o que significa pH: a definição é
\text{pH} = -\log_{10}[\mathrm{H}^+],
onde [\mathrm{H}^+] é a concentração de íons hidrônio (ou prótons) em mol·L^{-1}. Aqui cada símbolo significa:
[\mathrm{H}^+]: concentração de íons hidrogênio (mol·L^{-1});
\log_{10}: logaritmo decimal;
\text{pH}: número adimensional que indica acidez (menor que 7) ou basicidade (maior que 7) em condições padrão.
Passo 3
Regra prática importante (à temperatura de 25^\circC):
Isso significa que a solução tem 0{,}1\\ \text{M} de íons hidróxido, um valor relativamente alto que, em laboratório, é compatível com uma base de força em concentração moderada (por exemplo, soluções de NaOH 0{,}1\\ \text{M} têm pH \approx 13).
Esse valor de [\mathrm{OH}^-] é muito baixo — indica basicidade fraca. Uma base forte muito diluída poderia, em princípio, fornecer esse [\mathrm{OH}^-], mas típico em questões de avaliação (e pelas alternativas oferecidas) é interpretar um pH \approx 9 como proveniente de uma base fraca em concentração moderada, porque uma base forte tende a produzir pH bem mais altos quando em concentrações usuais de laboratório.
Passo 8
Resumo lógico:
Ambas as soluções são básicas (pH > 7), então descartamos alternativas que chamem alguma de ácida.
A Solução A tem [\mathrm{OH}^-]=0{,}1\\ \text{M}, compatível com base forte.
A Solução B tem [\mathrm{OH}^-]=1\times 10^{-5}\\ \text{M}, compatível com base fraca (ou base muito diluída — mas entre as opções dadas, “base fraca” é a escolha correta).
Passo 9
Observação final (didática e prática): em termos estritos, pH isolado não garante 100% a natureza forte vs fraca sem saber a concentração original da substância; porém, em problemas de prova como este e considerando as alternativas fornecidas, a interpretação correta é que A é base forte e B é base fraca. Força significa tendência a dissociar completamente em solução (base forte → dissociação completa → gera bastante \mathrm{OH}^-); base fraca dissocia parcialmente, gerando bem menos \mathrm{OH}^- para concentrações semelhantes.