Os niveis de CO2 atmosférico cresceram em aproximadamente 20 % durante os últimos 40 anos, indo de 7.2 times 10^-3 mol / L(315 ppm ) para 8.5 times 10^-3 mo / L(375 ppm ). Dado que o pH médio da chuva limpa e não poluída hoje é de 5,4 , determine o pH da chuva não poluida há 40 anos. Suponha que o ácido carbônico formado pela reação do CO2 com a água é o único fator a influenciar o pH .
CO2(a q)+H2 O(0)-H2 CO3(a q)

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química relacionado ao impacto do dióxido de carbono ( CO2) na acidez da chuva ao longo de 40 anos. A questão nos dá os níveis de CO2 no passado e no presente, além do pH atual da chuva limpa (não poluída), que é 5,4. Nosso objetivo é encontrar qual era o pH da chuva limpa há 40 anos. Para isso, vamos precisar entender como o CO2 dissolvido na água forma ácido carbônico ( H2CO3) e como isso afeta o pH.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a relação entre a concentração de CO2 e o pH da água. Quando o CO2 se dissolve na água, ele forma ácido carbônico:
CO2(aq) + H2O(l) <=ftharpoons H2CO3(aq)
O ácido carbônico é um ácido fraco que se dissocia parcialmente em íons hidrogênio ( H^+) e íons bicarbonato ( HCO3^-):
H2CO3 <=ftharpoons H^+ + HCO3^-
O pH é uma medida da concentração de íons hidrogênio na solução:
pH = -log[H^+]

Passo 3

Sabemos que o pH atual da chuva limpa é 5,4 com uma concentração de CO2 de 8,5 times 10^-3 , mol/L. Para encontrar o pH de 40 anos atrás, quando a concentração de CO2 era 7,2 times 10^-3 , mol/L, vamos assumir que a quantidade de H^+ varia proporcionalmente à concentração de H2CO3, que por sua vez depende da concentração de CO2.

Passo 4

Primeiro, calculamos a relação entre as concentrações de CO2 atuais e passadas:
7,2 times 10^-38,5 times 10^-3 = [CO2]40 anos atrás[CO2]atual approx 0,847 á
Isso significa que a concentração de CO2 há 40 anos era cerca de 84,7% da concentração atual.

Passo 5

Assumindo que a concentração de H^+ é proporcional à concentração de H2CO3, podemos relacionar os íons hidrogênio:
[H^+]40 anos atrás[H^+]atual = [CO2]40 anos atrás[CO2]atual approx 0,847 áá

Passo 6

Agora, sabemos que o pH é o logaritmo negativo da concentração de íons hidrogênio. Podemos usar a relação dos pH para encontrar o pH antigo:
pH40 anos atrás = -log([H^+]40 anos atrás) = -log(0,847 times [H^+]atual) áá
Sabemos que:
pHatual = -log([H^+]atual) = 5,4
Portanto:
[H^+]atual = 10^-5,4
Substituindo:
[H^+]40 anos atrás = 0,847 times 10^-5,4 á
Então:
pH40 anos atrás = -log(0,847) - log(10^-5,4) = -log(0,847) + 5,4 á
Calculando log(0,847):
log(0,847) approx -0,072
Portanto:
pH40 anos atrás = 0,072 + 5,4 = 5,472 á

Resposta

O pH da chuva limpa há 40 anos atrás era aproximadamente 5,47.

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