Concentración de iones hidronio y pH. pH: término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución.
Se trata de una medida de la acidez de la disolución. El término se define como el logaritmo de la concentración de iones H+ (protones) cambiado de signo: pH = -log [H3O], donde [H+] es la concentración de iones H+ en moles por litro. Debido a que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, (H3O+), el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio. El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro plata/cloruro de plata) plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrógeno. También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína la fenolftaleína y el naranja el naranja de metilo. Así mismo para calcular la concentración de iones hidronio se utiliza la siguiente expresión: H3O= antilog – pH CONCENTRACIÓN DE IONES HIDROXILO Y pOH El pOH se define como el logaritmo el logaritmo negativo en base 10 de la actividad la actividad de los aniones hidróxilo aniones hidróxilo , o también en términos de concentración de concentración de éstos, expresado como: El pOH = -log [OH-] La escala de pH comienza en 0 y termina en 14; la escala de pOH es inversa, cuando pH =0, pOH =14 cuando pH=14, pOH=0, y cuando pH = 7, pOH =7. Si [H+] > 10^-7, el pH < 7 y la solución es ácida. Si [H+] = 10^-7, el pH es = 7 y la solución es neutra Si [H+] < 10^-7, el pH > 7 y la solución es básica. ENTONCES: pH + pOH = 14
Ejemplo de cálculo de pH * Si tenemos que calcular el pH de una disolución cuya concentración de [H3O^+], es de 2.95 x 10^-4 M: [H3O^+] = 2.95 x 10^-4 M → pH = -log (2.95 . 10^-4 ) = 3.53 * Si la concentración [OH^-] es de 2.73 x 10^-3 M, el pH se será: [OH^-] = 2.73 x 10^-3 M → pOH = -log [OH^-] = -log (2.73 x 10^-3 ) = 2.56 * Sabemos que pH + POH = 14, por lo cual: pH= 14 – pOH = 14 – 2.56 = 11.44 Ejemplo de cálculo de pOH En un experimento con una bebida energetizante, se obtuvo que presenta una concentración de iones oxidrilos [OH] de 2X10^-6, obtener su pOH correspondiente: pH = - log [H3O] [OH] [H3O] = 1X10^-14 [H3O] = 1X10^-14 / [OH] [H3O] = 1X10^-14 / 2X10^-6 [H3O] = 5X10^-9 pOH = - log [H3O] pOH = -log [5X10^-9] pOH = 8.3 ESCALA DE PH
Indicadores ácido-base.
Un indicador químico es un ácido o base débil cuya forma disociada tiene diferente color que la forma sin disociar, ello es debido a que están formados por sistemas resonantes aromáticos, que pueden modificar la distribución de carga según la forma que adopten. Esta alteración por el desplazamiento hacia una forma más o menos disociada, hace que la absorción energética del sistema se modifique y con ello el color. Algunos de ellos son los que aparecen en la siguiente tabla:
