Aquí está cómo calcular los valores del pH

El pH es una medida de cuán ácida o básica es una solución química. La escala de pH va de 0 a 14 – un valor de siete se considera neutro, menos de siete ácido y más de siete básico.

El pH es el logaritmo negativo de base 10 («log» en una calculadora) de la concentración de iones de hidrógeno de una solución. Para calcularlo, toma el logaritmo de una concentración de iones de hidrógeno dada e invierte el signo. A continuación se ofrece más información sobre la fórmula del pH.

Aquí hay una revisión más profunda de cómo calcular el pH y lo que significa el pH con respecto a la concentración de iones de hidrógeno, ácidos y bases.

Revisión de ácidos y bases

Hay varias maneras de definir los ácidos y las bases, pero el pH específicamente sólo se refiere a la concentración de iones de hidrógeno y se aplica a las soluciones acuosas (a base de agua). Cuando el agua se disocia, produce un ión de hidrógeno y un hidróxido. Véase esta ecuación química a continuación.

Cuando calcule el pH, recuerde que [ ] se refiere a la molaridad, M. La molaridad se expresa en unidades de moles de soluto por litro de solución. Si se le da la concentración en cualquier otra unidad que no sean los topos (porcentaje de masa, molalidad, etc.), conviértala en molaridad para usar la fórmula del pH.

La relación entre el pH y la molaridad puede expresarse como:

Cómo calcular el pH y [H+]

La ecuación de equilibrio da la siguiente fórmula para el pH:

En otras palabras, el pH es el registro negativo de la concentración molar de iones de hidrógeno o la concentración molar de iones de hidrógeno es igual a 10 a la potencia del valor negativo del pH. Es fácil hacer este cálculo en cualquier calculadora científica porque la mayoría de las veces, éstas tienen un botón de «log». Esto no es lo mismo que el botón «ln», que se refiere al logaritmo natural.

El pH y el pOH

Puedes usar fácilmente un valor de pH para calcular el pOH si lo recuerdas:

Esto es particularmente útil si se te pide que encuentres el pH de una base, ya que normalmente resolverás para el pOH en lugar del pH.

Ejemplo de problemas de cálculo

Pruebe estos problemas de muestra para comprobar su conocimiento del pH.

Ejemplo 1

Calcula el pH para un [H+] específico. Calcular el pH dado [H+] = 1,4 x 10-5 M

Responde:

pH = -log10[H+]
pH = -log10(1.4 x 10-5)
pH = 4.85

Ejemplo 2

Calcula [H+] a partir de un pH conocido. Encuentra [H+] si el pH = 8,5

Respuesta:

[H+] = 10-pH
[H+] = 10-8.5
[H+] = 3,2 x 10-9 M

Ejemplo 3

Encuentra el pH si la concentración de H+ es de 0,0001 topos por litro.

Aquí ayuda reescribir la concentración como 1,0 x 10-4 M porque esto hace que la fórmula: pH = -(-4) = 4. O, podrías usar una calculadora para tomar el registro. Esto te da:

Respuesta:

pH = – log (0,0001) = 4

Por lo general, no se le da la concentración de iones de hidrógeno en un problema, sino que tiene que encontrarla a partir de una reacción química o una concentración de ácido. La simplicidad de esto dependerá de si tienes un ácido fuerte o débil. La mayoría de los problemas que preguntan por el pH son para los ácidos fuertes porque se disocian completamente en sus iones en el agua. Los ácidos débiles, por otro lado, sólo se disocian parcialmente, por lo que en equilibrio, una solución contiene tanto el ácido débil como los iones en los que se disocia.

Ejemplo 4

Encuentra el pH de una solución de ácido clorhídrico 0,03 M, HCl.

Recuerde, el ácido clorhídrico es un ácido fuerte que se disocia según una proporción molar de 1:1 en cationes de hidrógeno y aniones de cloruro. Así que la concentración de iones de hidrógeno es exactamente la misma que la de la solución ácida.

Respuesta:

[H+ ]= 0.03 M

pH = – log (0.03)
pH = 1.5

Revisa tu trabajo

Cuando hagas cálculos de pH, asegúrate siempre de que tus respuestas tengan sentido. Un ácido debe tener un pH mucho menor que siete (normalmente de uno a tres) y una base debe tener un valor de pH alto (normalmente alrededor de 11 a 13). Mientras que es teóricamente posible calcular un pH negativo, los valores de pH deberían estar entre 0 y 14 en la práctica. Esto significa que un pH superior a 14 indica un error en la configuración del cálculo o en el propio cálculo.

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