Cálculo de pH y pOH

La variación de la concentración de iones hidronio (H₃O⁺) puede oscilar entre 1 M (molar) y 10^-14, ambos números son muy incómodos para expresar la acidez o basicidad de una solución, por lo tanto se trabaja con una escala logarítmica, que lleva por nombre pH.

El pH de una solución es definido como el logaritmo decimal inverso de la concentración de iones hidronio en moles/litro. Asimismo, el pOH corresponde al logaritmo decimal inverso de la concentración molar de iones hidroxilo (OH^–).

Las expresiones matemáticas para el pH y el pOH son las siguientes:

pH = -log [H₃O+]

pOH = -log [OH^–]

Por ejemplo, si se desea determinar el pH de una solución ácida que contiene una concentración de hidronio (H₃O⁺) igual a 10^-5, se procede de la siguiente manera:

Se utiliza la fórmula para el pH que es pH = -log [H₃O⁺]

El paso siguiente es sustituir la concentración de hidronio con la cantidad que nos da el ejemplo, quedando: pH = -log 10^-5

Ahora se resuelve el logaritmo: pH = -(-5) log 10

El resultado es pH = 5

Escala de pH

Relación entre el pH y el pOH

La relación entre el pH y el pOH deriva de la siguiente expresión:

KH₂O = [H₃O⁺] [OH^–] = 10^-14

log [H₃O⁺] [OH^–] = log 10^-14

Dicha expresión matemática nos permite conocer el valor de la suma del pH y pOH en una solución. Primero, se debe extraer el logaritmo en ambos miembros de la ecuación, quedando:

log [H₃O⁺] + log [OH^–] = -14 log 10

Resolvemos haciendo los cálculos matemáticos correspondientes. Como el logaritmo de un producto es igual a la suma de los logaritmos de cada uno de los factores:

-log [H₃O⁺] + log [OH^–] = 14

Finalmente, se multiplica toda la ecuación por -1:

pH + pOH = 14

La suma de pH y del pOH es una constante cuyo valor es 14.

Ejercicios

• Calcular el pH y pOH de una solución ácida que contiene una concentración de hidronio (H₃O⁺) igual a 10^-3.

Primero se calcula el pH usando la siguiente fórmula:

pH = -log [H₃O⁺]

Sustituimos:

pH = -log 10^-3

pH = -(-3) log 10

pH = 3

Para determinar el pOH se utiliza la siguiente relación:

pH + pOH = 14

Despejamos el pOH, quedando:

pOH= 14-pH

pOH = 14 – 3

pOH = 11

• Mientras mayor es el pOH, menor en su basicidad.
• En la medida que aumenta la concentración de hidronio, menor es el valor de pH.

• Ahora es tu turno, resuelve el siguiente ejercicio: Determina el pH y pOH de una solución cuya concentración de iones hidroxilos (OH^–) es igual a 10^-6

REFERENCIAS

• Rodríguez, María del Pilar. (2006). Química 1. (Segunda edición., pág.117). Fundación Editorial Salesiana.