Aquí se explica cómo calcular los valores de pH

Aquí hay una revisión rápida de cómo calcular ph y qué significa ph con respecto a la concentración de iones de hidrógeno, ácidos y bases.

Hay varias formas de definir ácidos y bases, pero el ph solo se refiere a la concentración de iones de hidrógeno y solo es significativo cuando se aplica a soluciones acuosas (a base de agua). cuando el agua se disocia, produce un ion hidrógeno y un hidróxido.

h ₂ o ↔ h ⁺ + oh ^-

cuando calcule ph, recuerde que [] se refiere a la molaridad, m. La molaridad se expresa en unidades de moles de soluto por litro de solución (no solvente). si se le da concentración en cualquier otra unidad (porcentaje de masa, molalidad, etc.), conviértala en molaridad para usar la fórmula ph.

usando la concentración de iones de hidrógeno e hidróxido, se obtiene la siguiente relación:

k _w = [h ⁺ ] [oh ^- ] = 1x10 ^-14 a 25 ° C
para agua pura [h ⁺ ] = [oh ^- ] = 1x10 ^-7
solución ácida : [h ⁺ ]> 1x10 ^-7
solución básica : [ h ⁺ ] <1x10 ^-7

la ecuación de equilibrio produce la siguiente fórmula para ph:

ph = -log ₁₀ [h ⁺ ]
[h ⁺ ] = 10 ^-ph

en otras palabras, ph es el logaritmo 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 de ph negativo. Es fácil hacer este cálculo en cualquier calculadora científica porque tendrá un botón de "registro". Esto no es lo mismo que el botón "ln", que se refiere al logaritmo natural.

ejemplo:

calcule el ph para un [h ⁺ ] específico . calcular ph dado [h ⁺ ] = 1.4 x 10 ^-5 m

ph = -log ₁₀ [h ⁺ ]
ph = -log ₁₀ (1.4 x 10 ^-5 )
ph = 4.85

ejemplo:

calcular [h ⁺ ] a partir de un ph conocido. encontrar [h ⁺ ] si ph = 8.5

[h ⁺ ] = 10 ^-ph
[h ⁺ ] = 10 ^-8.5
[h ⁺ ] = 3.2 x 10 ^-9 m

ejemplo:

encuentre el ph si la concentración de h ⁺ es 0.0001 moles por litro.

ph = -log [h ⁺ ]
aquí ayuda reescribir la concentración como 1.0 x 10 ^-4 m porque si comprende cómo funcionan los logaritmos, esto hace que la fórmula:

ph = - (- 4) = 4

o simplemente puede usar una calculadora y tomar:

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 en una reacción química o concentración de ácido. si esto es fácil o no depende de si se trata de un ácido fuerte o un ácido débil . La mayoría de los problemas para pedir ph son ácidos fuertes porque se disocian completamente en sus iones en el agua. los ácidos débiles, por otro lado, solo se disocian parcialmente, por lo que en equilibrio, una solución contiene tanto el ácido débil como los iones en los que se disocia.

ejemplo:

encuentre el ph de una solución de ácido clorhídrico de 0.03 m, hcl.

El ácido clorhídrico es un ácido fuerte que se disocia de acuerdo con una relación molar 1: 1 en cationes de hidrógeno y aniones de cloruro. entonces, la concentración de iones de hidrógeno es exactamente la misma que la concentración de la solución ácida.

[h ⁺ = 0.03 m

ph = - log (0.03)
ph = 1.5

puede usar fácilmente el valor de ph para calcular poh si recuerda:

ph + poh = 14

Esto es particularmente útil si se le pide que encuentre el ph de una base, ya que generalmente resolverá poh en lugar de ph.

cuando realiza un cálculo de ph, es una buena idea asegurarse de que su respuesta tenga sentido. un ácido debe tener un ph mucho menor que 7 (generalmente de 1 a 3), mientras que una base tiene un alto valor de ph (generalmente de 11 a 13). Si bien es teóricamente posible calcular un ph negativo , en la práctica los valores de ph deben estar entre 0 y 14. Esto, un ph superior a 14 indica un error, ya sea al configurar el cálculo o al usar la calculadora.