Em um monitoramento da qualidade da água de uma nascente usada por uma comunidade rural, uma equipe de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um monitoramento da qualidade da água de uma nascente usada por uma comunidade rural, uma equipe de estudantes mediu o pH da amostra e registrou o valor 8,50. No relatório, foi considerada a relação matemática pH = -log[H?], em que [H?] representa a concentração, em mol/L, de íons hidrogênio na água. Com base nos dados do relatório, qual é a concentração de íons hidrogênio na amostra analisada?
- A) 1,00 × 10⁻⁸ mol/L
- B) 3,16 × 10⁻⁸ mol/L
- C) 1,00 × 10⁻⁷ mol/L
- D) 3,16 × 10⁻⁹ mol/L
- E) 1,00 × 10⁻⁹ mol/L
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a relação dada no relatório: pH = -log[H+]. Isso significa que [H+] = 10^(-pH), ou seja, a concentração de íons hidrogênio é a potência de 10 com expoente igual ao negativo do pH.
- Substitua o pH da amostra, que é 8,50. Temos [H+] = 10^(-8,50) mol/L.
- Separe o expoente em partes inteiras: -8,50 = -9 + 0,50. Então [H+] = 10^(-9) × 10^(0,50).
- Calcule 10^(0,50), que é a raiz quadrada de 10, aproximadamente 3,16. Logo [H+] = 3,16 × 10^(-9) mol/L.
- Compare com as alternativas. A alternativa D, 3,16 × 10^(-9) mol/L, é exatamente o resultado obtido, e portanto coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 1,00 × 10^(-8) mol/L arredonda o pH para o inteiro 8 e ignora a parte decimal; B) 3,16 × 10^(-8) mol/L acerta a mantissa, mas usa expoente errado, pois 10^(-8,5) não é 3,16 × 10^(-8); C) 1,00 × 10^(-7) mol/L corresponde ao pH neutro 7 e não ao pH 8,50 da amostra; E) 1,00 × 10^(-9) mol/L corresponde a pH 9 e não ao pH 8,50.
💡 Dica: Utilize a fórmula para calcular a concentração de íons hidrogênio a partir do pH.
Alternativa por alternativa
O aluno trata o pH 8,50 como se fosse 8 e descarta a parte decimal, aplicando 10 elevado a menos 8 diretamente.
Por que engana: Confundir a relação entre pH e concentração de íons hidrogênio, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno calcula corretamente a mantissa 3,16 a partir de 10 elevado a 0,5, mas escreve o expoente como -8 em vez de -9, esquecendo que -8,5 = -9 + 0,5.
O aluno associa a água a um pH neutro de 7 e usa 10 elevado a menos 7 como referência, sem aplicar o valor medido de 8,50.
A partir de pH = −log[H⁺], obtém-se [H⁺] = 10⁻ᵖᴴ. Para pH = 8,50, [H⁺] = 10⁻⁸˒⁵⁰ = 10⁻⁸ × 10⁻⁰˒⁵ = 1,0 × 10⁻⁸ × 0,316 ≈ 3,16 × 10⁻⁹ mol/L.
O aluno arredonda 8,50 para 9 e calcula 10 elevado a menos 9, perdendo a precisão decimal exigida pela fórmula logarítmica.
Raio-X da questão
concentração de íons hidrogênio
avaliacao
cálculo de pH · concentração de íons
Revisar a relação entre pH e concentração de íons hidrogênio.
Confundir a relação entre pH e concentração de íons hidrogênio, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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