pH y pOH de soluciones acuosas

Es muy común escuchar a alguien decir que es necesario controlar el pH del agua de una piscina, así como el pH del agua de un acuario o de un suelo, para favorecer una determinada plantación. Incluso nuestra sangre debe mantener siempre un pH entre 7,35 y 7,45. ¡Una variación de 0,4 puede ser fatal! ¿Qué es exactamente el pH y qué significan sus valores?

Producto iónico del agua
Considere un vaso de agua. ¿Esta agua está compuesta solo por moléculas de H2O? No, debido a que estas moléculas están en constante movimiento, chocan entre sí todo el tiempo. Resultado: ¡Una molécula de agua puede chocar y reaccionar con otra molécula de agua! El saldo generado se conoce como autoionización del agua:
HOH ↔ H+ + OH
o
HOH + HOH ↔ H3O+ + OH
Como ya se sabe, la concentración de agua ─ [H2O] ≈ 55.6 mol / L ─ cambiará de manera insignificante si se agrega alguna sustancia nueva (como un ácido, por ejemplo) para formar soluciones diluidas como las que estamos estudiando (apenas se consumirán más de 0.5 mol de agua en la formación inicial con 55,6 mol y terminar el experimento con 55,1 mol de agua no es un cambio significativo). Así que consideremos [H2O] constante.

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Como el agua pura es neutra (ya que para cada ion H+, también se forma un ion OH), tenemos que [H+] = [OH], a 25 ° C, cuando [H+].[OH] = 1.0.10-14, tenemos que [H+] = [OH] = 10-7 prostituta.

Como la concentración molar de agua es prácticamente constante, reanudando la constante de equilibrio, podemos escribir:
K.[H2O] = [H+].[OH]

que resulta en una sola constante (el producto de dos constantes), a saber:

Kw = [H+].[OH]

que se llama producto iónico del agua, donde w se debe a la palabra inglesa water.

Carácter de las soluciones acuosas

Solución ácida:

[H+] > 10-7 mol / L y [OH] <10-7 prostituta

Solución básica:
[H+] <10-7 mol / L y [OH] > 10-7 prostituta

Solución neutra:
[H+] = 10-7 mol / L y [OH] = 10-7 prostituta

pH

Sörensen definió el pH como el logaritmo (decimal) de la inversa de la concentración de hidrógeno:

pH = log 1 /[H+]

O, como el cologaritmo de la concentración de iones de hidrógeno:

pH = colo [H+]
O sea:
pH = log 1 /[H+] → pH = log 1 – log [H+]
Cómo log 1 = 0:
pH = -log[H+] o pH = colo [H+]
que es lo mismo que el inverso del registro.

Veamos la variación del pH en función de las concentraciones de H+ y oh, a 25 ° C:

Medio neutro: pH = 7
Medio ácido: pH <7
Medio básico: pH> 7

pOH

Por analogía, pOH se define como el logaritmo (decimal) de la inversa de la concentración hidroxiliónica:

pOH = log 1 /[OH]

O, como el cologaritmo de la concentración de OH:

pOH = colo [OH]
Así:

pOH = log 1 /[OH] → pOH = log 1 – log [OH]

Cómo log 1 = 0:

pOH = -log[OH] o pOH = colo [OH]

Veamos la variación de pOH en función de las concentraciones de OH y H+:

Medio neutro: pOH = 7
Medio ácido: pOH> 7
Medio básico: pOH <7

Relación entre pH y pOH:

pH + pOH = 14 (25 ° C)

Observación:

Los conceptos de pH y pOH indican que en cualquier solución coexisten H+ y oh. No importa cuán ácida sea la solución, siempre habrá, aunque en pequeñas cantidades, iones OH. En las soluciones básicas también estarán presentes los iones H+. Las concentraciones de estos iones nunca se anulan entre sí.

El estómago produce jugo gástrico compuesto de ácido clorhídrico, moco, enzimas y sales. El valor del pH dentro del estómago se deriva principalmente del ácido clorhídrico presente. Dado que el ácido clorhídrico es un ácido fuerte, su ionización es total en un medio acuoso y la concentración de H+ la cantidad de materia en este medio será la misma que la del ácido de origen. Por lo tanto, una solución acuosa de ácido clorhídrico a una concentración de 0.01 mol L-1 tendrá un pH igual a:

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