O pH de una solución indica el contenido (medida) de iones hidronio (H3O+) presente en el medio. Este contenido determina si la solución analizada tiene un carácter ácido, básico o neutro.
Observación: Es de destacar que el contenido de hidronio (H3O+ o H+) se puede adquirir simplemente en el laboratorio utilizando cintas indicadoras de pH, que, sin embargo, no tienen una gran precisión en la medida - o por medio de un equipo llamado peagómetro, que, por el contrario, tiene una gran precisión en la medición del pH de un solución.
Podómetro o potenciómetro para medir el pH de una solución.
Para llevar a cabo el cálculos que involucran pH de una solución, podemos utilizar la siguiente ecuación logarítmica:
pH = - log [H3O+]
o
pH = - log [H+]
IMPORTANTE: En los cálculos que involucran el pH de una solución, siempre usamos el logaritmo en base 10.
Mapa mental: cálculo del pH de las soluciones
* Para descargar el mapa mental en PDF, Haga clic aquí!
De la ecuación logarítmica anterior, todavía podemos usar la siguiente simplificación (obtenida aplicando una función logarítmica) de esta ecuación:
[H3O+] = 10-pH
Observación: La expresión simplificada anterior solo se puede usar si el valor de pH es un número entero; de lo contrario, se debe utilizar la función logarítmica.
Es importante enfatizar que los cálculos que involucran el pH de una solución siempre están relacionados con el pOH (potencial hidroxiliónico / OH-), ya que ambas potencias se basan en la autoionización del agua (Kw = 10-14, un fenómeno en el que el agua produce tanto H+ cuanto oh-) y la ley de dilución de Ostwald (cuanto más diluida está una solución, mayor es la cantidad de cationes H+ ). Así:
en relación a autoionización de agua:
Kw = [H+]. [Oh-], por lo que pH + pOH = 14
Ley de Dilución de Ostwald(A través de él podemos saber cuánto se ioniza o disocia un determinado material en el agua):
KI = M.α2
Ki = constante de ionización de una sustancia en un medio acuoso;
M = molaridad o concentración molar de la sustancia en el medio acuoso;
α2 = grado de ionización o disociación del material en el medio.
La clasificación de una solución en ácida, básica o neutra tendrá los siguientes criterios (a 25 OC):
-
uno la solución será neutral cuando la concentración de H+ es igual a la concentración de OH- o tener un pH igual a 7.
No pares ahora... Hay más después de la publicidad;)
[H+] = [OH-]
uno la solución será ácida cuando la concentración de H+ es mayor que la concentración de OH- o el pH está entre 0 y 7.
[H+]> [OH-]
uno la solución será básica cuando la concentración de H+ es menor que la concentración de OH- o el pH está entre 7 y 14.
[H+] -]
Vea algunos ejemplos de cálculos que involucran el pH de soluciones:
1º)Saber que la concentración de hidronio en un café es igual a 1.10-5, ¿cuál será el pH presente en esta solución?
como hacer ejercicio siempre que la concentración de hidronio para el café, podemos usa la fórmula de pH simplificada:
[H3O+] = 10-pH
1.10-5 = 10-pH
10-5 = 10-pH
-5 = -pH
pH = 5
Como el pH es inferior a 7, la solución es ácida.
2º) (UFU) ¿Cuál es el pH de una solución de ácido acético de 0.045 mol / L, asumiendo su KI = 1,.10-5? Datos: log 2 = 0,3; log 3 = 0,48.
Datos de ejercicio:
M = 0,045 mol / L
KI = 1,8.10-5
log 2 = 0,3
log 3 = 0,48
Cómo el ejercicio proporcionó la molaridad (M) y la constante de ionización (KI),inicialmente determinemos el grado de ionización del ácido mencionado, porque la concentración de hidronio (H3O+ o H+) es siempre el resultado de la multiplicación entre la molaridad y el grado de ionización. Pronto:
A continuación, calculemos el cantidad de hidronio multiplicando la molaridad del ácido por el grado de ionización encontrado:
[H3O+] = M.α
[H3O+] = 0,045.2.10-2
[H3O+] = 0,09.10-4
[H3O+] = 9.10-4 prostituta
Finalmente, ponemos el valor de la concentración de hidronio en la ecuación de pH logarítmica:
pH = - log [H3O+]
pH = - log 9,10-4
pH = 4 - log 9
pH = 4-log 32
pH = 4 - 2. (registro 3)
pH = 4- (2.0.48)
pH = 4-0,96
pH = 3,04
Como el pH es inferior a 7, la solución es ácida.
3º)(Cefet-PR) A 45 OC, el Kw de una solución neutra es igual a 4.10-4. Entonces, ¿cuál es el valor de pH de esta solución a esta temperatura? Datos del registro 2 = 0,3.
Cómo el ejercicio te dice que la solución es neutral, pronto [H3O+] es igual a [OH-]:
Finalmente, ponemos el valor de la concentración de hidronio en la ecuación de pH logarítmica:
pH = - log [H+]
pH = - log 2,10-7
pH = 7 - log 2
pH = 7-0,3
pH = 6,7
Como el pH es casi 7, la solución es neutra (como se indica en la declaración del ejercicio) porque la temperatura es 45 OC.
Por mí. Diogo Lopes Dias
¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:
DÍAS, Diogo Lopes. "Cálculos con pH de soluciones"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm. Consultado el 28 de junio de 2021.
Ley de Ostwald, constante de ionización, concentración molar, grado de ionización, electrolito débil, número de mol ionizados, Friedrich Wilhelm Ostwald, monoácidos, monobases.
