Questão 21 Fuvest 2024 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 21

pH e pOH

Um estudante (FV), intrigado com a escala de pH entre 0 e 14, perguntou a um sistema de inteligência artificial (IA) sobre a possibilidade de existirem valores negativos de pH, conforme descrito na figura:

A resposta fornecida pelo sistema de inteligência artificial está

a)	errada, pois pH negativo refere-se à concentração de $H^{+}$ maior que $1 \frac{m o l}{L}$ , resultando em um valor de pH menor que zero.
b)	correta, pois pH negativo refere-se à concentração de $O H^{-}$ maior que $1 \frac{m o l}{L}$ , resultando em um valor de pH menor que zero.
c)	correta, assim como é possível existir pH maior que 14 em soluções com concentração de $H^{+}$ maior que $14 \frac{m o l}{L}$ .
d)	errada, pois a escala de pH é fixa entre 0 e 14, independentemente da concentração de $H^{+}$ .
e)	correta, pois o pH tende a diminuir e tornar-se negativo em soluções com concentração de íons $H^{+}$ extremamente baixa.

Resolução

a) Correta. O potencial hidrogeniônico (pH) é calculado da seguinte forma: $p H = - \log_{10} [H^{+}]$ sendo a concentração hidrogêniônica $[H^{+}]$ calculada como $[H^{+}] = 10^{- p H} (m o l / L)$ . Uma solução com elevada concentração hidrogeniônica ( $[H^{+}]$ > 1,0 mol/L), ou seja, solução altamente ácida (e não básica como citado erroneamente pela inteligência artificial), o pH deve ser negativo.

b) Incorreta. O potencial hidrogeniônico (pH) é negativo para soluções com $[H^{+}] > 1, 0 m o l / L$ e, portanto altamente ácida. Nesse caso, a $[O H^{-}]$ é menor que 10^-14 mol/L.

c) Incorreta. Para soluções de concentração de $[H^{+}]$ acima de 14 mol/L, o pH deve ser negativo (pH < 0), devido a alta concentração hidrogeniônica. O pH seria maior que 14 para soluções altamente básicas, em que a $[O H^{-}] > 1, 0 m o l / L$ .

d) Incorreta. Somente para valores de concentração hidrogeniônica entre 1,0 mol/L e 10^-14 mol/L é que o pH deve se encontar entre 0 e 14, ou seja, para as chamadas soluções ideais. Para concentrações hidrogeniônicas acima de 1,0 mol/L, o pH apresenta valores menores que zero, já para concentrações hidrogeniônicas abaixo de 10^-14 mol/L, o pH apresenta valores acima de 14.

e) Incorreta. O pH tende a diminuir quando a concentração hidrogeniônica aumenta, tornando-se negativo quando essas concentrações são maiores que 1 mol/L.

Obs: A temperatura diferente de 25 ⁰C também apresenta valores diferentes da escala entre 0 e 14, mas não foi alterado esse parâmetro no enunciado da questão.