¿Qué determina el pH?

Académicamente, el pH se define como el poder del hidrógeno: la concentración de iones de hidrógeno en una solución dada. Por lo tanto, el pH 7 se convierte en una concentración de 10 ^ -7M, con la ecuación pH = -log [H +]. Los iones de hidrógeno son la fuente de acidez de muchos ácidos, siendo el HCl (ácido clorhídrico) el más famoso.

El pH de un ácido estándar depende de dos factores: su concentración y su capacidad para disociarse. Los ácidos fuertes, como el ácido clorhídrico (HCl), pueden disociarse casi por completo para formar H + y Cl-, y la concentración de HCl es prácticamente la misma que H +, lo que lleva al pH. El agua (H2O), por otro lado, es un ácido extremadamente débil, y ~ 18 M de agua (también conocida como agua pura) solo se disociará a una concentración de H + de ~ 10 ^ -7 M – pH 7, o neutralidad. La capacidad de disociarse es la constante de disociación ácida, pKa.

Inversamente, el pOH (el poder del hidróxido), la medida de la basicidad (aunque la basicidad suele ser solo los niveles superiores de la escala de pH) se basa en la concentración de iones de hidróxido. Las bases fuertes como el hidróxido de amonio (NH4OH) se disocian casi por completo, mientras que las más débiles lo hacen menos. Esta capacidad de disociación es pKb.

Sin embargo, hay ácidos y bases que no dependen de iones de hidrógeno e hidróxido, sino que dependen de electrones. En la definición más moderna pero simplificada, los ácidos se definen como aquellos que pueden aceptar electrones, y las bases pueden donar electrones. La piridina (C5H5N), por ejemplo, tiene un nitrógeno que puede recoger un ion de hidrógeno (o una tira de agua de uno), actuando como base.

El concepto de pH proviene de los trabajos de Søren Peter Lauritz Sørensen , quien era un bioquímico danés. Propuso la escala de pH de sus estudios sobre la fuerza electromotriz derivada de soluciones electrolíticas en un electrodo de hidrógeno normal [matemática] H ^ + / Pt / H_2 [/ matemática]. Dado que la ecuación para expresar esto se escribe como

[matemática] E = (2/3) (RT / F) log (1 / [H ^ +]) = 0.0577log (1 / [H ^ +]) [/ math]

sugiere el uso de [math] log (1 / [H ^ +]) [/ math] como medida de acidez.

Además, se puede observar que esta escala, de naturaleza logarítmica, es más adecuada para trabajar, ya que permite enfocarse en el orden de magnitud en lugar de en la mantisa menos interesante. por razones prácticas al respecto, ya que es más significativo observar la mayor contribución al logaritmo en esa fórmula.

El pH hoy en día se define como

[matemáticas] pH = -log_ {10} (a_ {H ^ +}) [/ matemáticas]

donde [math] a_ {H ^ +} [/ math] es la actividad del ion hidrógeno

Dado que la actividad del hidrógeno depende de

  • la concentración nominal intrínseca formal del ión [matemático] H ^ + [/ matemático], el [matemático] [H ^ +] [/ matemático]; y
  • La dependencia extrínseca de los factores externos como la temperatura y la fuerza iónica.

El pH dependerá de la sustancia que genera los iones de hidrógeno en solución y los alrededores. Las condiciones químicas y físicas del medio líquido serán determinantes en la extensión de la disociación que produce los cationes de hidrógeno.

Pero separar estos dos aspectos generales puede ser algo engañoso. De hecho, la fuerza iónica determinará la disociación, además de la disociación natural del componente ácido en solución.

Y la concentración efectiva del ion hidrógeno, también conocida como la actividad del mismo, estará determinada también por la fuerza iónica.


Otras lecturas

pH, pOH y K

El símbolo del pH William B. Jensen

El pH no es más que la medida de los iones de hidronio presentes en la solución. Se determina tomando el logaritmo negativo de los iones de hidronio presentes en la solución. Cuanto menor sea el pH, más ácido será su naturaleza.

Estos videos lo ayudarán a comprender el concepto de pH.

El número de átomos de HIDRÓGENO en una solución determina el PH de una solución, ya que es el poder del hidrógeno. Si hay más átomos de hidrógeno (es decir, menos iones de HIDRÓXIDO) es una solución ácida, si tiene menos átomos de hidrógeno es básico (eso es tiene iones morhidróxidos).

La cantidad de iones de hidrógeno en una determinada solución.

[matemáticas] {pH} = – \ log_ {10} (a _ {\ textrm {H} ^ +}) [/ matemáticas]

En realidad, el pH es una medida del contenido de protones (iones H +) en un líquido. Se encontró que pH = -log10 [H +]

Por definición, pH = -log ([H +]). [H +] es la concentración de iones H. Esto, [H +] determina el pH.

No está determinado por la cantidad de iones de hidrógeno, sino por la concentración de iones de hidrógeno en una solución.