Olivia Santos Calderón

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El único modo de hacer un gran trabajo es amar lo que haces.

Steve Jobs

Ingeniera Química Industrial, egresada del IPN. Experiencia en la industria farmacéutica y en la industria de los cosméticos.

Docente en el IEMS, Colegio de Bachilleres de Estado de México, CONALEP y CCH.

Libros:

Colaboradora en los libros de Química 1 y Química 2 del sistema semiescolarizado del IEMS.

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Los ácidos y las bases son sustancias que se encuentran presentes en nuestra vida diaria ya que se encuentran en los alimentos, en nuestro organismo, en los productos de belleza, en productos para la limpieza, en los medicamentos, en las bebidas, etc., pero ¿cómo podemos saber si tal producto es un ácido o es una base?. Una forma sencilla es consultando escalas de clasificación de productos de acuerdo a su pH y eso resuelve de inmediato nuestra duda. 

 

                                                       

 

Sin embargo para llegar a la construcción de estas escalas se requirió de la aplicación de todo un procedimiento que abarcó desde la parte experimental hasta llegar al cálculo matemático.

 

CALCULANDO EL pH y pOH 

Al hablar de ácidos o bases es importante que recuerdes que estas sustancias tienen tanto iones [H+] como iones [OH-], así que el que se clasifiquen en ácido o en base dependerá de que tipo de iones se encuentran en mayor  proporción en las sustancias. Sí hay mayor cantidad de iones [H+] será un ácido , si por el contrario hay mayor cantidad  de iones [OH-] entonces se tratará de una base.

Por ejemplo cuando una sustancia tiene un pH=13 significa que la concentración de iones hidrógeno [H+] es muy escasa  (1x10-13= 0.0000000000001) y que predomina la concentración de iones hidróxido [OH-] (1x10-1=0.1) por lo que la  sustancia es muy básica. 

¿Cómo saber qué iones están en mayor cantidad?. Se requiere  hacer cálculos y para comenzar a realizar cálculos es necesario tener presentes las ecuaciones (Tabla 1) que serán de gran utilidad: 

                                                                             Tabla 1. Fórmulas para el cálculo de pH

1 

[H+] X [OH-] = Kw

2 

Kw = 1X10-14

3 

pH= -log([H+])

4 

pOH = - log([OH-])

5 

pH + pOH = 14

Donde: 

[H+] = Concentración de iones Hidrógeno (Hidronio) en mol/l 

[OH-] = Concentración de iones Oxhidrilo o Hidroxilo en mol/l 

Kw = Constante de ionización del agua 

pH = Potencial de Hidrógeno 

pOH = Potencial de Hidróxido 

Con estas 5 fórmulas (Tabla 1) se pueden realizar los diferentes cálculos que se requieren para determinar el pH y  pOH de una solución, sin embargo en esta ocasión sólo nos vamos a referir a las fórmulas 3, 4 y 5.  El uso de cada una de ellas o en algunos casos la combinación del uso de ellas, dependerá de lo que se solicite en  cada uno de los diferentes ejercicios. Esto se puede ver en los diferentes ejemplos que se dan a continuación (recuerden tener presente la clasificación de la escala de pH y la Teoría de Arrhenius ácido-base).

                                                  

 

                                             

EJERCICIOS:

1) Determina si una solución es ácida o básica, sí la concentración de iones [H+] es 3 X10-3 mol/l.

Primero debemos determinar el pH de la solución con la concentración proporcionada: 

Datos 

Fórmula 

Sustitución

pH = ? 

[H+] = 3 X10-3 mol/l.

Para calcular el pH sí revisas en la Tabla 1  se tienen la fórmula 3 y 5. Se va a utilizar la  fórmula 3 porque como está indicado en los  datos, se conoce la concentración de los iones Hidronio [H+] .  

pH= -log([H+]) 

Aclaración: La fórmula 5 no se puede utilizar porque si la  revisas te darás cuenta que se necesita  conocer al pOH para poder calcular al pH  mediante un despeje, pero no nos dan el dato  del pOH, por esa causa no se puede utilizar  esa fórmula.

pH= -log(3 X10-3

pH = -(-2.52287875) 

pH = 2.52 **

Una vez que se conoce el pH de la solución y conociendo la división de la escala del pH , podemos determinar  que la solución es ácida porque tiene un pH= 2.52 ** 

2) Señala cuál es el pH de una solución cuyo pOH es de 4.6. 

Datos 

Fórmula 

Sustitución

pH = ? 

pOH= 4.6

Para calcular el pH sí revisas en la Tabla 1  se tienen la fórmula 3 y 5. Se va a utilizar la  fórmula 5 porque como se marca en los  datos se conoce al pOH y mediante un  despeje se puede calcular al pH 

pH + pOH = 14 

Despejando: pH= 14- pOH 

Aclaración: La fórmula 3 no se puede utilizar, porque sí la  revisas te darás cuenta que se necesita  conoce la concentración de los iones Hidronio  [H+] pero ese dato no es proporcionado, por  esa causa no se puede utilizar esa fórmula.

pH= 14 – 4.6 

pH = 9.4

 

3) Calcular el pH y el pOH de una solución de NaOH al 0.75 M. 

En este problema nos hablan de una solución de NaOH, es decir que se trata de una base porqué de acuerdo a la Teoría de Arrhenius sí en la fórmula hay OH se trata de  una base, que al disociarse en agua formará iones hidroxilo [OH-] y la concentración de estos iones es la que se señala  en el enunciado del problema con un valor de 0.75 mol/l. Una vez hecha estás aclaraciones procedamos a resolver:

Datos 

Fórmula 

Sustitución

pH = ? 

pOH = ? 

[OH-] = 0.75 mol/l.

Para calcular el pH y pOH sí revisas en la  Tabla 1 se tienen la fórmula 3, 4 y 5. ¿ Cuál  de ellas debes utilizar?, de acuerdo al dato  que conocemos se debe empezar calculando  el pOH con la fórmula 4, revisa que no  podríamos empezar con ninguna de las otras  porque no tenemos datos para poder hacer  los cálculos. 

pOH= -log([OH-]) 

una vez que conocemos el pOH * ya se  puede calcular el pH con la fórmula 5  realizando un despeje 

pH+pOH = 14 

Despejando: pH= 14 - pOH

pOH= -log(0.75) 

pOH = -(-0.12) 

pOH = 0.12

pH= 14 – 0.12 

pH = 13.88

 

4) Determina cuál es el pH de una solución de HF que tiene una concentración 0.009 M 

En este problema se habla de una solución de HF, es decir que se trata de un ácido de acuerdo a la Teoría de Arrhenius que señala qué sí en la fórmula hay H se trata de un ácido que al disociarse en agua formará iones hidronio [H+] y la concentración de estos iones es la que se señala en el  enunciado del problema con un valor de 0.009 mol/l. Una vez hecha estás aclaraciones vayamos a la resolución:

Datos 

Fórmula 

Sustitución

pH = ? 

[H+] = 0.009 mol/l.

Para calcular el pH sí revisas en la Tabla 1  se tienen la fórmula 3 y 5. Se va a utilizar la  fórmula 3 porque como está indicado en los  datos, se conoce la concentración de los iones Hidronio [H+] .  

pH= -log([H+]) 

Aclaración: La fórmula 5 no se puede utilizar porque sí la  revisas te darás cuenta que se necesita  conocer al pOH para poder calcular al pH  mediante un despeje, pero no nos dan el dato  del pOH, por esa causa no se puede utilizar  esa fórmula.

pH= -log(0.009) 

pH = -(-2.04) 

pH = 2.04

Entra al siguiente enlace para que tengas mayor claridad sobre el cálculo de pH y pOH : https://www.youtube.com/watch?v=mwYm8ZOgA98

 

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