Problema resolvido na íntegra
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Água pura a pH 7 e uma pequena variação de pH 5 passos
A água pura tem pH 7. Mostre o porquê e, em seguida, determine o que uma "pequena" variação de pH realmente significa.
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A água se autoioniza e, a 25 °C, o produto das duas concentrações iônicas é fixo. Na água pura, as duas são iguais por simetria, portanto cada uma é a raiz quadrada de 10⁻¹⁴.
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O pH é menos o logaritmo na base dez dessa concentração. O logaritmo é a chave de todo o conceito: as concentrações aqui abrangem quatorze ordens de grandeza, e uma escala linear seria inutilizável.
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Como o produto é fixo, a soma dos dois valores de p deve ser 14. A calculadora acima exibe ambos, e neutralidade significa igualdade — não "7" em si. A 50 °C, a água neutra tem pH 6.63, porque Kw depende da temperatura.
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Agora leia a escala corretamente. Uma queda de três unidades de pH não é uma variação de 43%; cada unidade é um fator dez.
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Aplique isso a algo com uma tolerância estreita. O sangue humano é mantido entre 7.35 e 7.45.
Resposta
pH 7.00, pOH 7.00, ambos os íons a 1.00 × 10⁻⁷ mol/L. De pH 7 para pH 4 é um aumento de mil vezes na acidez, razão pela qual uma "chuva ligeiramente ácida" não é algo insignificante. E o sangue caindo de 7.4 para 7.0 — uma variação que parece ser de 5% — é um aumento de 2.5 vezes na concentração de íons de hidrogênio e é fatal. Toda intuição sobre "quanto" falha nesta escala, a menos que você desfaça o logaritmo primeiro.
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Referências (1)
- The logarithmic definition and why one unit is a factor of ten: D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 9th ed., ch. 8. W. H. Freeman, 2015. ISBN 978-1-4641-3538-5.