El pH
El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
El pH típicamente va de
Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH−.
Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O+, tenemos que:
Kw = [H3O+]·[OH–]=10–14 en donde [H3O+] es la concentración de iones hidronio, [OH−] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10−14.
Por lo tanto,
log Kw = log [H3O+] + log [OH–]
–14 = log [H3O+] + log [OH–]
14 = –log [H3O+] – log [OH–]
pH + pOH = 14
Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.
En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.
Medida del pH
Dependiendo del pH del suelo
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno.
También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores. Algunos compuestos orgánicos que cambian de color en función del grado de acidez del medio en que se encuentren se utilizan como indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
- A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH pueden ser menores que 1 y mayores que 14. Por ejemplo el ácido de batería de automóviles tiene valores cercanos de pH menores que uno, mientras que el hidróxido de sodio
- Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a
La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH determina muchas características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos.
En 1909, el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno como el logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno. Esto es:
![pH = -\log[H^+] \,\!](file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/CONFIG%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif){kind=small}
El pOH
El pOH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido. Esto es, la concentración de iones OH-:
pOH = − log10.[OH − ]
En soluciones acuosas, los iones OH- provienen de la disociación del agua:
H2O ↔ H+ + OH-
o también,
2H2O ↔ H3O+ + OH-
Por ejemplo, una concentración de [OH-] = 1×10-
Al igual que el pH, típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pOH mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7.
Por lo tanto,
pH + pOH = 14
Ejercicios
Determinar el pH y pOH de las siguientes disoluciones consideradas como electrolitos fuertes:
| a) HCl | b) HNO3 2,7·10- | c) HBr 7,9·10- |
| d) H2SO4 4·10- | e) HI 7,2·10- | f) NaOH 4,7·10- |
| g) KOH 9,4·10- | h) Ba(OH)2 2,5·10- | i) LiOH 3,6·10- |
| j) NaOH 4,2·10- | | |
Solución en: http://cpa-quimica.blogspot.com/
PROBLEMAS DE pH y pOH
1.- Calcular el pH del H2 del agua, si su concentración de iones H+ es igual a 1X107 mol/L.
2.- Calcular el pH de una solución de HCl, si su concentración de iones H+ es igual a 0.0045 N.
3.- Calcular el pOH del NaOH, si su concentración de iones OH- es igual a 0.002 N.
4.- Calcúlese el pH de cada una de las siguientes soluciones:
a) Ácido clorhídrico, HCl =
b) Hidróxido de sodio, NaOH =
c) Ácido sulfúrico, H2SO4 =
d) Hidróxido de potasio, KOH =
5.- Calcúlese el pOH de las siguientes soluciones:
a) HCl =
b) NaOH =
c) HNO3 =
d) Ba(OH)2 =
6.- Calcular el pOH y el pH de una solución
7.- Calcular el pH y el pOH de una solución de CH3COOH 4.9X10-
8.- Calcula el pH y el pOH de una solución cuya concentración de iones hidronio es 2.3X10-4 mol/L de HNO3.
9.- Calcular el pH y el pOH de una solución de H3PO4 3.6X10-
10.- Calcular el pOH del Ca(OH)2, si su concentración de iones OH- es igual a
11.- Se midió el pH de la orina de Leonardo DiCaprio, actor británico, éste fue de 5.4. Determina la concentración de iones hidrógeno de la orina.
12.- El “gatorade”, una bebida popular para calmar la sed, tiene una concentración de ión hidrógeno de 8X10-4 mol/L. Calcula su pH y pOH.
13.- Si una solución acuosa de HNO3 tiene una concentración de
14.- Una solución acuosa tiene una concentración de
