Escala de pH

Definición de pH

En primer lugar, debemos definir el pH.

Pero, ¿qué significa esto exactamente? Tenemos que volver atrás y refrescar el concepto de ácidos y bases de Brønsted-Lowry.

Por tanto, el pH es una medida de la concentración de iones de hidrógeno en una solución.

Los científicos utilizan una escala de pH para mostrar si una solución es ácida o básica, ¡en función de la concentración de iones de hidrógeno! La escala de pH se considera una escala logarítmica. Esto significa que al disminuir o reducir una unidad de pH, ¡la concentración cambiará diez veces!

Escala de pH: Ácidos y Bases

Aparte de la definición de ácidos y bases de Brønsted-Lowry, los ácidos y las bases tienen otras definiciones. La primera persona que clasificó los ácidos y las bases fue Svante Arrhenius, y dio las siguientes definiciones:

Los ácidos son donantes de protones y se disocian en iones negativos e iones positivos de hidrógeno (^H+). Por ejemplo, cuando el cloruro de hidrógeno (HCl) se disuelve en agua, el HCl sufre una ionización y produce iones ^H+ e iones ^Cl-.

HCl en agua, StudySmarter Originals.

Las bases, en cambio, se disocian para formar iones positivos e iones negativos de hidróxido (^OH-). Por ejemplo, cuando se añade hidróxido potásico (KOH) al agua, el KOH se ioniza para formar iones ^OH- e iones ^K+.

KOH en agua, Originales de StudySmarter.

Ácidos y Bases Fuertes

Según la definición de Arrhenius , los ácidos son donantes de protones en _H2O, por lo que aumentan la concentración de iones ^H+ en la solución acuosa. Los ácidos fuertes son ácidos que se disocian completamente en el agua. Así, si añadimos ácido fuerte al agua, surge la siguiente ecuación:

$\mathrm{HX}\left(\mathrm{aq}\right)\to {\mathrm{H}}^{+}\left(\mathrm{aq}\right)+{\mathrm{X}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)$

Del mismo modo, lasbases fuertes son bases que se disocian completamente en el agua. La disolución de una base fuerte en agua puede representarse con esta ecuación:

$\mathrm{BOH}\left(\mathrm{aq}\right)\to {\mathrm{B}}^{+}\left(\mathrm{aq}\right)+{\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)$

Escala de pH: Rango

La escala de pH tiene este aspecto:

Escala de pH, StudySmarter Originals.

Observa que el pH oscila entre 0 y 14. A veces el pH puede salirse incluso de este rango, pero es muy raro. Sí, el pH negativo existe. Las soluciones que contienen una concentración de iones hidrógeno equivalente a un pH inferior a 7 se consideran ácidas, mientras que un pH superior a 7 se considera básico (también conocido como alcalino). Cuando una sustancia tiene un pH de 7, se considera neutra.

Pero, ¿dónde se encuentran los ácidos fuertes y las bases fuertes en la escala de pH? Los ácidos fuertes se encuentran en el intervalo de pH entre 0 y 1, mientras que las bases fuertes están en el otro extremo, con un pH de 14. Esto se debe a la concentración de iones de hidrógeno en la solución. Esto se debe a la concentración de iones de hidrógeno en la solución.

• Los ácidos fuertes tienen una concentración elevada de ^H+, mientras que las bases fuertes tienen una concentración baja de iones ^H+ en solución. Cuanto mayor sea el [^H+], ¡más ácida es una solución!

Escala de pH: Fórmula para calcular el pH

La escala de pH se considera una escala logarítmica que corresponde a la concentración de protones (iones ^H+ ) en soluciones acuosas. Así pues, el pH es el logaritmo negativo de [^H+] y puede calcularse mediante la siguiente fórmula:

$=-{\log }_{10}\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]$

¡Veamos un ejemplo!

Ahora bien, si reordenamos la fórmula del pH, ¡también podríamos utilizarla para hallar la concentración de iones de hidrógeno en una solución!

$\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]={10}^{-\mathrm{pH}}$

¡Vamos a resolver otro ejemplo!

Como los ácidos y las bases fuertes se disocian completamente en disolución, podemos decir que la concentración del ácido o la base fuerte será igual a la concentración del ^H+ o el ^OH- en disolución. Por tanto, para calcular el pH de los ácidos fuertes y las bases fuertes, ¡podemos utilizar la ecuación del pH que acabamos de aprender!

Ejemplos relacionados con la escala de pH

Si tuvieras que adivinar, ¿dónde crees que encontrarías las siguientes sustancias en la escala de pH?

• Zumo de limón
• Leche
• Bicarbonato sódico
• Lejía

Esperaríamos que el zumo de limón tuviera un pH bajo, que la leche fuera ligeramente ácida en comparación con el agua pura (pH 7), que el bicarbonato de sodio fuera algo alcalino y que la lejía tuviera un pH alto.

pH de sustancias comunes, StudySmarter Originals.

¡Ahora deberías estar más familiarizado con la escala de pH y con cómo hallar el pH de distintas sustancias!

_Referencias:

_{Descripción del curso y del examen de Química AP, en vigor en otoño de 2020. (s.f.). Recuperado el 8 de abril de 2022, de https://apcentral.collegeboard.org/pdf/ap-chemistry-course-and-exam-description.pdf?course=ap-chemistry.}

_{Malone, L. J., Dolter, T. O. y Gentemann, S. (2013). Conceptos básicos de Química (8ª ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.}

_{Swanson, J. W. (2020). Todo lo que necesitas para triunfar en Química en un cuaderno enorme. Workman Pub.}

_{The Princeton Review:Cracking the AP Chemistry exam, 2020. (2019). Nueva York, NY: Penguin Random House.}