ph y pka son parámetros de solución importantes en muchas áreas de la química, incluidos los cálculos que implican equilibrios ácido-base. ph es la medida universal de acidez, definida como el logaritmo negativo, en la base 10, de la "concentración de iones de hidrógeno" de una solución, y se expresa como: ph = -log [h3o +]. los paréntesis denotan concentración y el signo "+" denota la carga del ion hidrógeno. pka es el logaritmo negativo, a la base 10, de la "constante de disociación" de un ácido débil. por ejemplo, la disociación de un ácido débil "ha" se escribe: ka = [h3o +] [a-] / [ha], donde a- es la "base conjugada" del ácido. por lo tanto, pka = -log ka. Cada ácido débil tiene un valor pka único. use la ecuación de henderson-hasselbalch para calcular el ph de una solución tampón, que es una solución de un ácido débil y su base conjugada, Cuando se conoce la pka del ácido. esta ecuación se expresa: ph = pka + log ([base] / [acid]).
suponga que tiene una solución tampón que se preparó agregando 25.0 ml de una solución de hidróxido de sodio 0.1 m (naoh) a 75.0 ml de una solución de ácido acético (ch3cooh) de 0.1 m, donde "m" denota la concentración molar. tenga en cuenta que el ácido acético reacciona con naoh para formar la base conjugada, ch3c00h-, como sigue: ch3cooh + naoh = ch3c00- + na + h20. Para calcular el ph, es necesario calcular las cantidades de ácido y base conjugada en la solución tampón después de la reacción.
calcular los moles iniciales de base y ácido en la solución tampón. por ejemplo, moles de naoh = 25.0 ml x 0.1 mol / litro x 1 litro / 1000 ml = 0.0025 moles; moles de ch3cooh = 75.0 ml x 0.10 mol / litro x 1 litro / 1000 ml = 0.0075 moles.
tenga en cuenta que, al mezclar las soluciones, el ch3cooh consume los iones oh- (hidroxilo) asociados con el naoh, de modo que lo que queda son 0.0050 moles de ch3cooh (ácido), 0.0025 moles de ch3coo- (base) y 0 moles de oh- .
Sustituya la pka del ácido (4.74 por ácido acético) y las concentraciones de ácido y base en la ecuación de henderson-hasselbalch para calcular el ph de la solución tampón. por ejemplo, ph = 4.74 + log (0.0025 / 0.005) = 4.74 + log 0.5 = 4.44.
propina
a diferencia de los ácidos fuertes, los ácidos débiles no se ionizan completamente en solución. en cambio, se establece un equilibrio entre el ácido sindicalizado, el ión hidrógeno y la base conjugada. Los valores pka están disponibles en los libros de texto de química, otras publicaciones químicas y en recursos en línea. los buffers están específicamente formulados para una gran cantidad de aplicaciones industriales y de otro tipo, donde el ph debe mantenerse dentro de los límites predeterminados.