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} = 13çã
\text{pH da Solução B} = 9çã
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):
\begin{cases} \text{pH} < 7 &\Rightarrow \text{solução ácida}\\\ \text{pH} = 7 &\Rightarrow \text{solução neutra}\\\ \text{pH} > 7 &\Rightarrow \text{solução básica} \end{cases}çãáçãçãá
Portanto, só a partir do pH já podemos dizer se cada solução é ácida ou básica.

Passo 4

Aplicando a regra do passo anterior aos valores dados:
\text{pH da Solução A} = 13 > 7 \Rightarrow \text{Solução A é básica.}çãçãéá
\text{pH da Solução B} = 9 > 7 \Rightarrow \text{Solução B é básica.}çãçãéá
Logo, ambas são soluções básicas — isto já elimina todas as alternativas que chamam uma delas de ácido.

Passo 5

Para avaliar se são fortes ou fracas, vamos transformar pH em concentração de \mathrm{OH}^-. Primeiro usamos a relação entre pH e pOH:
\text{pOH} = 14 - \text{pH}
e depois
[\mathrm{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}.

Passo 6

Calculemos para a Solução A:
\text{pOH}_A = 14 - 13 = 1,
[\mathrm{OH}^-]_A = 10^{-1} = 0,1\\ \text{mol·L}^{-1}.
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).

Passo 7

Calculemos para a Solução B:
\text{pOH}_B = 14 - 9 = 5,
[\mathrm{OH}^-]_B = 10^{-5} = 1\times 10^{-5}\\ \text{mol·L}^{-1}.
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.

Resposta

b) Solução A: base forte; Solução B: base fraca.

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