O que é pH e qual sua relação matemática com a concentração de íons hidrogênio?

pH é uma medida da acidez ou basicidade de uma solução e é calculado por $\text{pH} = -\log_{10} [\text{H}^+]$.

Como converter um valor de pH em concentração de íons hidrogênio?

Basta usar $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$ para encontrar a concentração a partir do pH.

Por que a cor da Hydrangea macrophylla depende do pH do solo?

A cor varia porque certos pigmentos da flor mudam de estrutura química conforme a acidez ou alcalinidade do solo.

Se o pH do solo é 7, qual a concentração de íons hidrogênio?

A concentração é $10^{-7}$ mol/L.

O que significa um valor de pH maior que 7 para a concentração de íons hidrogênio?

Significa que a concentração de $\text{H}^+$ é menor que $10^{-7}$ mol/L, indicando meio alcalino.

Como a escala logarítmica do pH influencia pequenas variações na concentração de íons hidrogênio?

Pequenas variações de pH correspondem a grandes variações proporcionais na concentração de íons hidrogênio, devido à base logarítmica.

Matemática e suas Tecnologias

Questão 137

ENEM 2019 Questão 137

A \textit{Hydrangea macrophyila} é uma planta com flor azul ou cor-de-rosa, dependendo do pH do solo no qual está plantada. Em solo ácido (ou seja, com pH < 7) a flor é azul, enquanto que em solo alcalino (ou seja, com pH > 7) a flor é rosa. Considere que a \textit{Hydrangea} cor-de-rosa mais valorizada comercialmente numa determinada região seja aquela produzida em solo com pH inferior a 8. Sabe-se que $\text{pH} = - \log_{10}x$, em que $x$ é a concentração de íon hidrogênio ($\text{H}^+$).

Para produzir a Hydrangea cor-de-rosa de maior valor comercial, deve-se preparar o solo de modo que x assuma

Resolução

A questão aborda a relação entre o pH do solo e a cor das flores da Hydrangea macrophylla, destacando que o pH depende da concentração de íons hidrogênio ($x$), segundo a fórmula $\text{pH} = -\log_{10}x$. Para obter a flor cor-de-rosa mais valorizada, o solo deve ter pH entre 7 e 8 (alcalino, mas inferior a 8). O raciocínio envolve calcular os valores de $x$ que correspondem a esse intervalo de pH. Para isso, basta inverter a relação do logaritmo: $x = 10^{-\text{pH}}$. Assim, para $\text{pH} = 7$, $x = 10^{-7}$; para $\text{pH} = 8$, $x = 10^{-8}$. Como o pH deve ser maior que 7 e menor que 8, $x$ deve ser maior que $10^{-8}$ e menor que $10^{-7}$. Portanto, a alternativa correta é a E.

Comentários por alternativa

A Qualquer valor acima de $10^{-8}$.

Errada. A alternativa A sugere qualquer valor acima de $10^{-8}$, mas valores maiores que $10^{-7}$ corresponderiam a pH menores que 7, o que não atende ao intervalo desejado (entre 7 e 8).
B Qualquer valor positivo inferior a $10^{-7}$.

Errada. A alternativa B inclui todos os valores positivos menores que $10^{-7}$, abrangendo concentrações que dariam pH acima de 8, fora do intervalo pedido.
C Valores maiores que 7 e menores que 8.

Errada. A alternativa C apresenta um intervalo numérico (7 a 8) que se refere ao pH, não à concentração $x$. A questão pede o intervalo de $x$, não de pH.
D Valores maiores que 70 e menores que 80.

Errada. A alternativa D apresenta valores incompatíveis com a escala de concentração de íons hidrogênio, que deve estar entre $10^{-8}$ e $10^{-7}$ mol/L.
E Valores maiores que $10^{-8}$ e menores que $10^{-7}$.

Correta. A alternativa E apresenta corretamente o intervalo de concentração de íons hidrogênio ($x$) correspondente ao pH entre 7 e 8: maior que $10^{-8}$ e menor que $10^{-7}$.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7

1. O que é pH e qual sua relação matemática com a concentração de íons hidrogênio?: pH é uma medida da acidez ou basicidade de uma solução e é calculado por $\text{pH} = -\log_{10} [\text{H}^+]$.
2. Como converter um valor de pH em concentração de íons hidrogênio?: Basta usar $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$ para encontrar a concentração a partir do pH.
3. O que caracteriza um solo ácido, neutro e alcalino em termos de pH?: Solo ácido tem pH < 7, neutro pH = 7 e alcalino pH > 7.
4. Por que a cor da Hydrangea macrophylla depende do pH do solo?: A cor varia porque certos pigmentos da flor mudam de estrutura química conforme a acidez ou alcalinidade do solo.
5. Se o pH do solo é 7, qual a concentração de íons hidrogênio?: A concentração é $10^{-7}$ mol/L.
6. O que significa um valor de pH maior que 7 para a concentração de íons hidrogênio?: Significa que a concentração de $\text{H}^+$ é menor que $10^{-7}$ mol/L, indicando meio alcalino.
7. Como a escala logarítmica do pH influencia pequenas variações na concentração de íons hidrogênio?: Pequenas variações de pH correspondem a grandes variações proporcionais na concentração de íons hidrogênio, devido à base logarítmica.