Cómo calcular el efecto de pH de la dilución

La dilución es una técnica de laboratorio común que la mayoría de los estudiantes de ciencias encuentran cuando quieren lograr una concentración específica de una solución. Pero también es lo que haces cuando le agregas agua a tus alimentos y bebidas en casa para que sean más de tu agrado. La dilución afecta muchas propiedades de una solución, incluido su nivel de pH.

TL; DR (demasiado largo; No leí)

La dilución hace que una solución ácida sea más alcalina y una solución alcalina más ácida. Para calcular el efecto de pH de la dilución, determine la concentración de iones de hidrógeno y conviértala a pH usando una fórmula de trabajo simple.

Para diluir una solución acuosa, simplemente agregue agua. Esto aumenta la proporción de disolvente o material líquido para diluir en comparación con la del soluto o el componente disuelto en el disolvente. Por ejemplo, si diluye agua salada, la solución contendrá la misma cantidad de sal, pero la cantidad de agua aumentará.

La escala de pH mide qué tan ácida o alcalina es una sustancia. Va de 0 a 14, siendo un pH de 7 neutro, un pH inferior a 7 ácido y un pH superior a 7 alcalino. La escala es logarítmica, lo que significa que cada valor de pH completo por debajo de 7 es diez veces más ácido que el siguiente valor más alto. Por ejemplo, el pH 3 es diez veces más ácido que el pH 4 y 100 veces más ácido que el pH 5.

Lo mismo ocurre con los valores de pH superiores a 7. Cada valor es diez veces más alcalino que el siguiente valor entero más bajo. Por ejemplo, el pH 9 es diez veces más alcalino que el pH 8 y 100 veces más alcalino que el pH 7. El agua pura o destilada tiene un pH de 7, pero cuando agrega productos químicos al agua, la solución puede volverse ácida o alcalina. El nivel de pH de una solución es una medida de su concentración de iones de hidrógeno. Las soluciones con una alta concentración de iones de hidrógeno tienen un pH bajo y las soluciones con una baja concentración de iones H + tienen un pH alto.

Las sustancias ácidas incluyen café negro, ácido de batería y jugo de limón. Diluir un ácido disminuye la concentración de iones H + (aq), lo que aumenta el nivel de pH de la solución hacia 7, haciéndola menos ácida. Sin embargo, el nivel de pH de una solución ácida no puede ser superior a 7, porque el agua que agrega para diluirla no es alcalina.

Las sustancias alcalinas incluyen amoníaco, levadura en polvo y lejía. Diluir un álcali disminuye la concentración de iones OH- (aq), lo que disminuye el nivel de pH de la solución hacia 7, haciéndola menos alcalina. Sin embargo, el nivel de pH de una solución alcalina no puede ser inferior a 7, porque el agua que agrega para diluirla no es ácida.

El nivel de pH de una solución es una medida de su concentración de iones de hidrógeno. Las soluciones con una alta concentración de iones de hidrógeno tienen un pH bajo y las soluciones con una baja concentración de iones H + tienen un pH alto. Una definición de trabajo simple de pH es pH = - log [H +], donde [H +] es la molaridad del ion hidrógeno. Un logaritmo de un número es simplemente el exponente cuando escribe ese número como una potencia de diez. La definición de pH resuelto para la molaridad de iones de hidrógeno es entonces [H +] = 10-pH. Por ejemplo, la molaridad de los iones de hidrógeno en una solución de pH 6 es 10^-6 METRO. Utilice este cálculo para estimar la concentración de iones de hidrógeno antes de la dilución.

Después de la dilución, mida el nuevo volumen de la solución. Por ejemplo, si diluye la solución a cuatro veces su volumen original, la concentración se reducirá a un cuarto. Si el volumen original es V1 y el volumen total después de la dilución es V4, la concentración final será V1 / V4 veces la concentración original. A continuación, puede volver a convertir la concentración de iones de hidrógeno a pH utilizando pH = - log [H +].