Cómo calcular el pH de una disolución o una mezcla

Cálculo del pH de una disolución de un ácido fuerte
  • Los ácidos fuertes están disociados en agua (α = 1).
  • Para ácido monopróticos (1 solo protón H+) se cumple que [H3O+] = [HA]o.

Ejemplo: Calcula el pH de una disolución acuosa de ácido nítrico al 60% en masa y densidad 1,38 g/cm3.

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Cálculo del pH de una disolución de una base fuerte
  • Las bases fuertes están disociadas en agua (α = 1).
  • La relación entre [OH-] y [Base-OH]o se obtiene a partir de la ecuación química y el modelo de Arrhenius.

Ejemplo: Calcula el pH de una disolución Ca(OH)2 0,10 M.

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Cálculo del pH de una disolución de un ácido débil o una base débil
  • La disociación no es total (α < 1).
  • Se aplica la formula del equilibrio (Ka, Kb).
  • Siempre hay un aporte pequeño aporte de [H3O+] y [OH-] por autoionización del agua, que debe tenerse en cuenta si:
    - Ácidos y bases muy diluidos, con concentraciones [Concentración] ≤ 10-7.
    - Ácidos o bases muy débiles, con Ka o Kb ≤ 10-11.
  • Si Ka o Kb ≤ 10-5, la cantidad disociada es despreciable frente a la concentración inicial del ácido o la base.

Ejemplo: Halla el pH de una disolución 0,5 M de ácido acético (ácido etanoico o ácido metilcarboxílico)

Cálculo del pH de una disolución de ácido acético

Cálculo del pH de una mezcla de un ácido fuerte con una base fuerte
  • Si consideramos a los hidróxidos como bases fuertes, los productos son una sal y agua.
  • La reacción es irreversible.
  • La sal resultante no experimenta hidrólisis.
  • El reactivo en exceso determinará el pH final de la mezcla.
  • Si las concentraciones de los reactivos son iguales la mezcla será neutra.

Ejemplo:

Calcula el pH de la disolución formada al mezclar 40 mL de ácido nítrico 0,10 M con 40 mL de una disolución acuosa que contiene 1,50 g de hidróxido de sodio. ¿Cómo se puede neutralizar la disolución resultante?