escala PH
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La idea del pH fue propuesta en 1909 por un químico danés llamado Soren Sorensen para resolver un molesto problema que tenían los químicos. Los químicos habían descubierto que cuando trabajaban con ácidos y la concentración de iones de hidronio, [H3O +], los números en los cálculos involucraban exponentes negativos. Sorenson propuso usar el logaritmo negativo de [H3O +] para medir la acidez. Sorenson llamó a la nueva medición pH. La p representa el poder y la H el hidrógeno, por lo que el pH representa el poder del hidrógeno. El pH es solo un valor que se usa para expresar qué tan ácida o básica es una solución. La escala de pH va de 0 (el valor más bajo posible) a 14 (el valor más alto posible). Los valores de 0 a 6 son ácidos, un valor de 7 es neutro y los valores de 8 a 14 son básicos.
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Aquí tienes un divertido experimento de pH que puedes hacer en casa. La col roja es un indicador de pH natural. Mezcle el repollo picado con agua hirviendo y deje que la mezcla repose durante 10 minutos para filtrar la flavina (un pigmento). Después de 10 minutos, vierta solo el agua. Debe ser de un color morado. Cuando la solución es violeta, el pH es neutro. Divida la solución en diferentes recipientes y comience a agregar varios líquidos domésticos a los recipientes. Si la solución se vuelve roja, la solución que agregó era ácida. Si se vuelve amarillo / verde, entonces la solución que agregaste era básica.
Calcular el pH para soluciones ácidas
Para calcular la potencia del pH, la fórmula es -log [H3O +]. Aunque esto suene complicado, realmente no lo es. Si tiene una concentración de iones hidronio [H3O +] de 1 x 10 ^ -7, el pH es 7. -log [H3O +] = -log (1 x 10 ^ -7) = 7 Si el [H3O +] es 1 x 10 ^ -1, el pH es 1. Si es 1 x 10 ^ -13, el pH es 13. ¿Ves cómo funciona?
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El siguiente problema es un poco más complicado porque se le da la molaridad de la solución y no las concentraciones de los iones. ¿Cuál es el pH de una solución 0,00010 M de HNO3, un ácido fuerte? Debido a que el problema le dijo que el HNO3 es un ácido fuerte, usted sabe que se disocia casi al 100%, por lo que sabe que el [H3O +] = 1 x 10 ^ -4 M (.0001 = 1 x 10 ^ -4). pH = -log [H3O +] = -log (1 x 10 ^ -4) = – (-4) = 4 Aqui hay otro más. Necesitarás una calculadora para este. Calcule el pH de una solución 0.2 M de un ácido fuerte. Ácido fuerte: por lo tanto, el [H3O +] es el mismo que la molaridad de la solución, o [H3O +] = 2 x 10 ^ -1 pH = -log [H3O +] = -log (2 x 10 ^ -1) = 0,7
Calcular el pH para soluciones básicas
¿Cuál es el pH de una solución 0.0136M de KOH, una base fuerte? Este es un poco más difícil porque tiene la concentración de iones hidróxido pero no la concentración de iones hidronio. Como le dijeron que el KOH es una base fuerte, sabe que se disocia casi al 100% para formar 1,36 x 10 ^ -2 [OH-]. Si recuerda que el Kw, o constante de autoionización del agua, se calcula mediante la fórmula [H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14, puede calcular la concentración de [H3O +]. [H3O +] = Kw / [OH-] [H3O +] = 1 x 10 ^ -14 / 1.36 x 10 ^ -2 [H3O +] = 7.35 x 10 ^ -13 Ahora que conoce [H3O +], puede calcular el pH. pH = -log [H3O +] = -log (7.35 x 10 ^ -13) pH = 12,13
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Prueba otro. Calcule el pH si el [OH-] = 2 x 10 ^ -3 M. Primero, calcule el [H3O +] de la fórmula [H3O +] = Kw / [OH-]. [H3O +] = 1 x 10 ^ -14 / 2 x 10 ^ -3 = 5 x 10 ^ -12 Ahora que conoce [H3O +], puede calcular el pH. pH = -log [H3O +] = -log (5 x 10 ^ -12) = 11,3
Cálculo de la concentración de iones hidronio e hidróxido
Puede utilizar el pH de una sustancia para calcular las concentraciones de iones hidronio e iones hidróxido. ¿Cuáles son las concentraciones de iones hidronio e hidróxido en la lluvia ácida que tiene un pH de 5.05? Valores conocidos: pH = 5,05 Kw = 1 x 10 ^ -14 [H3O +] =? [OH-] =? Encuentre el [H3O +] de la ecuación [H3O +] = 10 ^ -pH. [H3O +] = 10 ^ -5.05 [H3O +] = 8,9 x 10 ^ -6 M Utilice la ecuación de autoionización para encontrar [OH-]. [H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14 [OH-] = Kw / [H3O +] [OH-] = 1 x 10 ^ -14 / 8,9 x 10 ^ -6 [OH-] = 1,1 x 10 ^ -9 millones ¿Cuál es la concentración de iones hidronio e iones hidróxido en el jugo que tiene un pH de 3.3? Valores conocidos: pH = 3,3 Kw = 1 x 10 ^ -14 [H3O +] =? [OH-] =? Encuentre el [H3O +] de la ecuación [H3O +] = 10 ^ -pH. [H3O +] = 10 ^ -3,3 [H3O +] = 5 x 10 ^ -4 Utilice la ecuación de autoionización para encontrar [OH-]. [H3O +] [OH-] = Kw = 1 x 10 ^ -14 [OH-] = Kw / [H3O +] [OH-] = 1 x 10 ^ -14 / 5 x 10 ^ -4 [OH-] = 2 x 10 ^ -11
Resumen de la lección
El pH es un valor utilizado para expresar la acidez o alcalinidad (basicidad) de una solución. Se mide en una escala de 0-14, donde 0-6 es ácido, 8-14 es básico y un valor de 7 representa neutral. Puede calcular el pH de una solución ácida o básica dada la concentración de iones hidronio utilizando la fórmula pH = -log [H3O +] o si la concentración de iones hidróxido se da mediante la fórmula [H3O +] = Kw / [OH-], luego usando la fórmula pH = -log [H3O +]. También puede usar el pH de una sustancia para calcular las concentraciones de los iones hidronio e hidróxido usando la fórmula [H3O +] = 10 ^ -pH.
Los resultados del aprendizaje
Al final de esta lección, podrá:
- Diga qué significa el pH y explique la escala que se usa para medirlo
- Calcule el pH de una solución cuando se le da la concentración de iones hidronio o la concentración de iones hidróxido
- Resolver ecuaciones que involucran la concentración de iones hidronio o hidróxido cuando se le da el pH
¿Cómo se mide el pH de una solución líquida?
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