Concepto De PH
Aewkz31 de Enero de 2015
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Concepto de pH
Una de las propiedades más importantes de una disolución acuosa es su concentración en
ion hidrógeno, que se representa por H
+
o H3O
+
. Este ion ejerce un gran efecto sobre la
solubilidad de muchas especies inorgánicas y orgánicas, sobre la naturaleza de especies y
complejos catiónicos presentes en una disolución, y sobre la velocidad de muchas
reacciones químicas llevadas a cabo en este medio.
La concentración de ion H
+
se expresa mediante el pH de la disolución, que se define por la
siguiente expresión aproximada (una definición rigurosa del pH debería hacerse en
términos de actividades):
pH = -log [H
+
] , donde [H
+
] es la concentración del ion
En disoluciones acuosas se cumple siempre la siguiente relación para el producto iónico del
agua KW:
[H
+
] [OH-
] = KW = 1.0 10-14
a 25 oC
En disoluciones neutras [H
+
] = [OH-
] y, por tanto, según la ecuación anterior, su pH será
igual a 7. Las disoluciones en las que [H
+
] > [OH-
] se llaman disoluciones ácidas y tendrán
pH < 7; aquellas en las que [H
+
] < [OH-
] se llaman disoluciones básicas y tendrán un pH >
7.6
Medida del pH
a) Mediante indicadores. Un indicador ácido-base es, en general, un ácido débil o una base
débil que presenta colores diferentes en su forma disociada y sin disociar. Este cambio de
color va asociado a un cambio de estructura.
Imaginemos un indicador que sea un ácido débil, al que genéricamente representamos por
HIn, y que en esta forma presenta un color al que denominamos A, mientras que en forma
ionizada In
-
presenta un color B. El color de la disolución que contiene al indicador
dependerá de la concentración relativa entre las formas disociada y sin disociar. Para el
proceso:
HIn + H2O ↔ In
-
+ H3O
+
[ ] [ ]
[HIn]
In H O
K
3
- +
⋅
= ;
[ ]
[ ]
[ ]
K
H O
In
HIn 3
-
+
=
En general, el ojo humano es capaz de distinguir netamente cada uno de los colores cuando
la concentración de una de las formas es aproximadamente 10 veces la concentración de la
otra, es decir, si:
[ ]
[ ]
10
HIn
In-
≥ la disolución presenta color B
[ ]
[ ]
0.10
HIn
In-
≤ la disolución presenta color A
[ ]
[ ]
10
HIn
In 0.10
-
≤ ≤ la disolución presenta un color intermedio entre A y
B que se modifica gradualmente
El cambio neto de color del indicador se denomina viraje, y el intervalo de pH en el que se
produce el cambio de color se denomina intervalo de viraje. Para un indicador dado este
intervalo de viraje sería:
[ ]
[ ]
= +
HIn
In pH pK log
-
color B [ ]
[ ]
10
HIn
In-
= ⇒ pH = pK + 17
color A [ ]
[ ]
0.10
HIn
In-
= ⇒ pH = pK - 1
luego el intervalo de viraje corresponderá a pH = pK ± 1
b) Mediante un aparato llamado pH-metro. Este consta de dos electrodos que se sumergen
en la disolución en estudio. El potencial de uno de ellos,
...