Concepto y determinación de pH y pOH

El pH representa el potencial iónico de hidrógeno y pOH es el potencial iónico hidroxi de las soluciones.

Se trata de escalas logarítmicas que se utilizan para medir el carácter ácido y básico de una muestra.

Los valores que los componen oscilan entre 0 y 14 y se obtuvieron del balance iónico del agua.

Una solución neutra tiene un pH de 7. Los valores por debajo de 7 clasifican las soluciones como ácidas, mientras que después de 7 las soluciones son básicas.

Con el valor de pH, es posible encontrar el correspondiente en la escala de pOH, simplemente haciendo una resta.

Balance de agua iónica

Una molécula de agua tiene la capacidad de ionizarse según la ecuación:

Aquí tenemos un equilibrio iónico, porque el proceso es reversible y los iones también pueden unirse y formar nuevamente una molécula de agua.

Otra forma de demostrar el equilibrio que se produce es a través de la autoionización.

Una molécula de agua generó iones de hidronio (H₃O⁺) e hidroxilo (OH^-) a través de la rotura de una segunda molécula.

Producto iónico del agua (K_w)

La constante para el equilibrio iónico del agua es:

Como el agua es un líquido puro, su concentración se toma como 1 y no interfiere con el valor constante. Por tanto, la expresión se convierte en:

O producto iónico de Agua é .

Esta expresión recibe el símbolo K_w (W proviene de la palabra inglesa water - agua) y al igual que la constante de equilibrio, varía con la temperatura.

Fuente: K. W. Whitten y col. Química General. 6. ed. Orlando, Saunders, 2000. pag. 755.

Determinación de pH y pOH

A una temperatura de 25 ° C, el producto iónico del agua es:

En la ionización de agua pura, 1 mol de H₃O⁺ se forma con 1 mol de OH^- .

Pronto,

Como estos valores son extremadamente bajos, se decidió utilizar los valores de cologaritmos, que corresponden al logaritmo con signo intercambiado.

Aplicando el cologaritmo al producto iónico del agua, tenemos que:

Podemos observar que: si conocemos el pH de una solución, el valor de pOH se puede encontrar restando el primer valor de 14.

Acidez y basicidad de las soluciones.

Solución neutra: la concentración de iones hidronio es igual a la de los hidroxilos.

[H3O^+] = 1,0. 10^-7 prostituta	pH = 7
[Oh^-] = 1,0. 10^-7 prostituta	pOH = 7

Ejemplo: agua pura.

solución ácida: la concentración de iones hidronio es mayor que la de hidroxilos.

[H3O^+] 1,0. 10^-7 prostituta	pH 7
[Oh^-] 1,0. 10^-7 prostituta	pOH 7

Ejemplo: refresco, limón y tomate.

solución básica: la concentración de hidroxilos es mayor que la de iones hidronio.

[H3O^+] 1,0. 10^-7 prostituta	pH 7
[Oh^-] 1,0. 10^-7 prostituta	pOH 7

Ejemplo: huevo, jabón y lejía.

cálculo de pH

El concepto de potencial hidrogénico fue creado por el químico danés Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) para expresar la acidez de una solución a través de la concentración de H⁺.

Consulte la siguiente tabla que muestra la ionización de un ácido:

Molaridad inicial	0,020	0	0
ionización	0,001	0,001	0,001
Molaridad en equilibrio	0,019	0,001	0,001

En el ejemplo tenemos que la concentración de iones H⁺ é 0,001. Por tanto, el pH de la solución es:

[H⁺] = 0,001 = 10^-3

pH = - log 10^-3 = 3

Como el pH de la solución es inferior a 7, esta solución es ácida.

Resumen de pH y pOH

Definiciones	pH: potencial iónico de hidrógeno de la solución.
pOH: potencial hidroxiliónico de la solución.
formula general	pH + pOH = 14
Soluciones	Neutral	pH = pOH = 7
ácido	pH pOH> 7
lo esencial	pOH pH> 7
cálculo de pH	pH = - log [H^+]
Cálculo de pOH	pOH = -log [OH^-]

Ejercicios sobre pH y pOH

1. (FMTM) El pH del jugo gástrico, una solución acuosa de ácido clorhídrico (HCℓ), es aproximadamente 2. Por lo tanto, la masa, en gramos, de HCℓ existente en cada litro de jugo gástrico, es

Datos: masas molares (g / mol) H = 1, Cℓ = 35,5

a) 7,3 · 10^-2
b) 3,65 · 10^-1
c) 10^-2
d) 2
e) 10

Ver respuesta

Alternativa correcta: b) 3.65 · 10^-1.

1er paso: calcular la concentración de iones H⁺.

2do paso: calcular la masa molar de HCl.

3er paso: calcular la masa de ácido clorhídrico en cada litro de jugo gástrico.

2. (UEMG) Varios productos de limpieza tienen amoniaco en su constitución. La etiqueta de uno de estos productos indica pH = 11. Esto significa que la concentración de cationes hidroxón y aniones hidroxilo en este producto son, respectivamente:

a 1. 10^-3 y 1. 10^-11
b) 1. 10^-11 y 1. 10^-7
c) 1. 10^-11 y 1. 10^-3
d) 1. 10^-11 y 1. 10^-11

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Alternativa correcta: c) 1. 10^-11 y 1. 10^-3.

un error. Estas concentraciones corresponden a una solución de pH = 3.

b) INCORRECTO. Aunque la concentración de H⁺ indican que el pH de la solución es 11, la concentración de iones OH^- es incorrecto, como debería ser 3, ya que: pOH = 14 - pH.

c) CORRECTO. pH = 11 y pOH = 3, ya que pH + pOH = 14.

d) INCORRECTO. Aunque la concentración de H⁺ indican que el pH de la solución es 11, la concentración de iones OH^- es incorrecto, como debería ser 3, ya que: pOH = 14 - pH.

3. (UFRGS) ¿Cuál de las siguientes soluciones acuosas tiene el pH más alto?

a) 0,1 mol / L de NaOH
b) NaCl 0,5 mol / L
c) H₂SOLO₄ 1,0 mol / L
d) HCl 1,0 mol / L
e) 0,2 mol / L de KOH

Ver respuesta

Alternativa correcta: e) KOH 0,2 mol / L.

un error. La solución es básica ya que su pH es superior a 7, pero no tiene el pH más alto de las alternativas.

b) INCORRECTO. El NaCl es una sal, ya que es el producto de una fuerte reacción ácida y básica. Por tanto, su pH es neutro.

c) INCORRECTO. El ácido sulfúrico es un ácido fuerte, por lo que su pH es bajo.

d) INCORRECTO. El ácido clorhídrico es un ácido fuerte, por lo que su pH es bajo.

e) CORRECTO. La solución es básica ya que su pH es superior a 7.

Para más preguntas, con resolución comentada, asegúrese de verificar:Ejercicios sobre pH y pOH.