As leis de proteção ambiental de certas cidades não permitem o lançamento em rios, entre outros de efluentes com pH inferior a 5,0 ou superior a 9,0 . No que se refere à acidez, os efluentes aquosos das industrias \mathrm{X}, \mathrm{YeZ} apresentam as seguintes concentrações:
Indústria Concentração no efluente
X 10^{-3} \mathrm{~mol} / \mathrm{L} \mathrm{de} \mathrm{H}^{+}
Y 10^{-7} \mathrm{~mol} / \mathrm{L} \mathrm{de} \mathrm{H}^{+}
Z 10^{-6} \mathrm{~mol} / \mathrm{L} \mathrm{de} \mathrm{OH}^{-}
Quais efluentes poderiam ser lançados em rios, sem tratamento prévio?

Passo 1

O enunciado dá concentrações de íons em três efluentes e estabelece que não se pode lançar em rios um efluente cujo pH seja inferior a 5,0 ou superior a 9,0. Para verificar quais indústrias podem descartar sem tratamento, vamos calcular o pH de cada efluente usando a definição
pH = -\log_{10}\bigl([\mathrm{H}^+]\bigr)
e, quando necessário, a relação de autoionização da água
K_{w} = [\mathrm{H}^+]\,[\mathrm{OH}^-] = 10^{-14}\,.

Passo 2

Para a indústria X temos
[\mathrm{H}^+] = 10^{-3}\,\mathrm{mol/L}.
Logo
pH_X = -\log_{10}\bigl(10^{-3}\bigr) = 3.
Como pH_X = 3 < 5, esse efluente é muito ácido e não pode ser lançado.

Passo 3

Para a indústria Y temos
[\mathrm{H}^+] = 10^{-7}\,\mathrm{mol/L}.
Logo
pH_Y = -\log_{10}\bigl(10^{-7}\bigr) = 7.
Como 5 \le pH_Y \le 9, esse efluente está dentro dos limites permitidos e pode ser lançado.

Passo 4

Para a indústria Z foi dada a concentração de íons hidróxido:
[\mathrm{OH}^-] = 10^{-6}\,\mathrm{mol/L}.
Usando
[\mathrm{H}^+] = \frac{K_{w}}{[\mathrm{OH}^-]} = \frac{10^{-14}}{10^{-6}} = 10^{-8},
temos
pH_Z = -\log_{10}\bigl(10^{-8}\bigr) = 8.
Como 5 \le pH_Z \le 9, esse efluente também pode ser lançado.

Resposta

As indústrias Y e Z podem lançar seus efluentes sem tratamento prévio.

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