El agua tiene muchas propiedades útiles e interesantes, y algunas de ellas son evidentes de un vistazo. Está claro que el mundo está formado por mucha agua, pero casi ninguna agua que veas es "solo" agua. Parte del agua, como el agua del grifo, se ve cristalina y contiene solo una pequeña cantidad de impurezas, mientras que la mayoría del agua de los estanques y océanos tiene materia visible disuelta o suspendida en ella.
Otra propiedad interesante del agua es que, en términos de pH, un término popular en los anuncios de champú y en pruebas de química, se encuentra justo en el medio de la escala: no es ni un ácido ni una base y está perfectamente neutral. Siga leyendo para descubrir lo que esto significa en términos de las matemáticas de la fórmula del pH y las definiciones de ácidos y bases en química.
¿Qué son los ácidos y las bases?
El término pH está asociado con acidez. Ácidos son compuestos capaces de donar un protón, o ión hidrógeno (H +), en solución acuosa, dejando un anión (ión cargado negativamente) llamado base conjugada y generando un hidronio (H
3O +) ion en agua. Ácidos fuertes como el HCl, donan sus protones incluso cuando una solución ya tiene un contenido relativamente alto de protones. Los ácidos débiles donan los suyos en soluciones más cercanas al pH neutro, un valor de 7,0.Bases son compuestos que pueden aceptar protones o, de manera equivalente, en soluciones acuosas, donar un grupo hidroxilo (–OH). Una base fuerte como el NaOH puede hacer esto incluso en presencia de una alta concentración de iones hidroxilo (o una baja concentración de iones H +). Las bases débiles, como los ácidos débiles, tienden a no ionizarse hasta que el pH está cerca de neutral.
¿Cuál es el significado del pH?
Si bien el pH se refiere a una medida de acidez (o alcalinidad, también llamada basicidad), en realidad significa pouvoir hydrogenem, o "potencia del hidrógeno" en francés. En áreas de química, la "p" pequeña es un operador que significa "tomar el logaritmo negativo de".
Dejando a un lado las matemáticas, es una escala que comprime el amplio rango de concentraciones de hidronio e hidróxido que se ven en el agua en una escala que va de 0 a 14 para fines prácticos.
Una solución con un pH de 1.0 es fuertemente ácida y tiene un [H+] concentración 10 veces mayor que una solución con un pH de 2.0, 100 veces mayor que una solución con un pH de 3.0 y 1,000 veces más alto que una solución con un pH de 4.0. Esto se debe a las cualidades de los logaritmos, como verá en un par de ejemplos.
¿Qué es la ecuación básica de pH?
La fórmula del pH suele adoptar la forma pH = –log [H+], donde [H +] es la concentración en moles por litro (mol / L o M). Existe una fórmula equivalente para la concentración de iones hidróxido:
pOH = - [OH–]
Ejemplo: ¿Cuál es el pH de una solución con [H+] de 2,8 × 10–3 ¿METRO?
pH = –log [2.8 × 10–3] = 2.55
¿Es el agua en sí misma un ácido o una base?
El agua tiene un pH de 7.0; por cada ion H + que "se libera", un OH– El ion existe para equilibrarlo. El agua es así anfótero, o capaz de actuar tanto como ácido como como base (sin ser especialmente "bueno" en ninguno de los dos).
La autoionización del agua está representado por la expresión Kw= [H3O +] [OH−] = 1.0 × 10−14, donde Kw es la constante del agua. Porque pKw= –Log [Kw] y Kw es la constante 1.0 × 10−14, paquetew = 14, que determina la escala de pH extrañamente numerada.
De manera más general, Kw está representado por la constante de disociación para ácidos Ka, que varía de una especie a otra.
Calcular el pH: calculadora o herramienta en línea
No tienes que hacer problemas de pH o pKa problemas relacionados con el agua en la cabeza; puede utilizar la función de registro de una calculadora estándar o visitar una página como la de Recursos que permite introducir diferentes valores de pH para una variedad de diferentes ácidos en diferentes concentraciones en solución.