Relacionando pH e logarítmos no PHET
Levei uma curiosidade que veio diretamente da aula de Química para os meus segundos anos. Trata-se da medição do pH de diferentes substâncias no PHET. Você pode acessar o simulador que utilizei clicando aqui. O cálculo do pH está diretamente ligado aos logaritmos e no site Brasil Escola encontrei as informações de que precisava para integrar a Matemática à Química em minha aula. Você pode acessar a matéria consultada clicando aqui.
Explorando
Iniciei a aula online explorando o aplicativo supracitado e pedi aos estudantes que observassem o pH medido e o valor da concentração de H3O+ registrado.
Comecei com a medição do pH do vômito.
Aqui, eles observaram que o valor da concentração de H3O+ era 1x 10-2 moL-1 e que o pH medido era 2.
Logo após, mostrei a medição do pH do ácido de bateria.
Aqui, eles observaram que o valor da concentração de H3O+ era 1x10-1 moL-1e que o pH medido era 1.
Logo após, mostrei a medição do pH da água.
Aqui, eles observaram que a concentração de H3O+ era 1x10^10-7 moL-1e que o pH medido era 7.
Na sequência, mostrei a medição do pH do café.
Aqui, eles observaram que o valor da concentração de H3O+ era 1x10^10-5 moL-1 e que o pH medido era 5.
A esta altura da exploração eles já haviam percebido que o pH estava ligado ao expoente da base 10, que se o expoente fosse -5 o pH era 5 (café), se o expoente fosse -1 o pH era 1(ácido de bateria), se o expoente fosse -2 0 pH era 2(vômito) e se o pH fosse -7 o pH era 7 (água). Observe que só utilizei valores de pH inteiros.
Atenção!
Se eu utilizasse uma substância cujo pH não fosse inteiro, cálculos adicionais seriam necessários, então, deixei investigações de casos como este para um momento posterior. Adiante você encontra um exemplo de medição de um pH não inteiro e de seu cálculo.
Desvendando o mistério
Após esta investigação era chegado o momento de mostrar a relação do logaritmo com a medição do pH. Comecei explicando o que era pH.
fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm
Depois, apresentei a fórmula que relaciona pH ao logaritmo.
A partir desta equação logarítmica chegamos na relação que eles perceberam no simulador PHET.
Voltando ao café
Mostrei então como a fórmula que tínhamos visto era aplicada e os alunos a relacionaram com o que tinham percebido na exploração.