Cálculo de pH ( SEGUNDO BGU REGULAR) REALICE LA TAREA PROPUESTA

 Cuando las soluciones 

pH=7$pH=7$ no son neutrales

Ya que el constante de automatización Kw$K_w$ depende de la temperatura, estas correlaciones entre los valores de pH y los adjetivos como ácidos/neutros/básicos serán diferentes a temperaturas distintas de 25 °C. Por ejemplo, la molaridad del hidronio del agua pura a 80 °C es 4.9 × 10−7 M, que corresponde a los valores de pH y pOH de:

$$\begin{array}{rl}pH& =-\log [{\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}]\\ & =-\log (4.9\times {10}^{-7})\\ & =6.31\end{array}$$

$$\begin{array}{rl}pOH& =-\log [{\text{OH}}^{-}]\\ & =-\log (4.9\times {10}^{-7})\\ & =6.31\end{array}$$

Entonces, a esta temperatura, las soluciones neutras exhiben un pH = pOH = 6.31, las soluciones ácidas exhiben un pH menos de 6.31 y un pOH más grande que 6.31, mientras que las soluciones básicas exhiben un pH más grande que 6.31 y un pOH menos de 6.31. Esta distinción puede ser importante cuando se estudian ciertos procesos que ocurren a temperaturas no estándar, como las reacciones enzimáticas en organismos de sangre caliente. A menos que se indique lo contrario, se supone que las referencias a los valores de pH son aquellas a temperatura estándar (25 °C) (Tabla 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$).

Tabla 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$: Resumen de relaciones para las soluciones ácidas, básicas y neutras

Clasificación	Concentraciones relativas de los iones	pH a 25 °C
ácido	[H3O+] > [OH−]	pH < 7
neutral	[H3O+] = [OH−]	pH = 7
básico	[H3O+] < [OH−]	pH > 7

La Figura 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$ muestra las relaciones entre [H3O+], [OH−], pH y pOH, y nos da valores para estas propiedades a temperaturas estándar para algunas sustancias comunes.

Figura 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$:Las escalas de pH y pOH representan concentraciones de [H3O+] y OH−, respectivamente. Los valores de pH y pOH de algunas sustancias comunes a temperatura estándar (25 ° C) se muestran en este gráfico.

Ejemplo 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$: Cálculo de pH a partir de [H3O+]$[{\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}]$

¿Cuál es el pH del ácido del estómago, una solución de HCl con una concentración de iones de hidronio de 1.2×10−3M$1.2\times {10}^{-3}M$?

Solución

$$\begin{array}{rl}pH& =-\log [H_3{O}^{+}]\\ & =-\log (1.2\times {10}^{-3})\\ & =-(-2.92)\\ & =2.92\end{array}$$

Ejercicio 14.2.1$\mathrm{14.2.}1$

El agua expuesta al aire contiene el ácido carbónico, H2CO3, debido a la reacción entre el dióxido de carbono y el agua:

CO2(aq)+H2O(l)⇌H2CO3(aq)$${\text{CO}}_2^{}(\text{aq})+{\text{H}}_2^{}\text{O}(\text{l})\rightleftharpoons {\text{H}}_2^{}{\text{CO}}_3^{}(\text{aq})$$

El agua saturada del aire tiene una concentración de iones de hidronio causada por el ${\text{CO}}_2^{}$ disuelto 2.0 times10−6M$2.0times{10}^{-6}M$, aproximadamente 20 veces mayor que la del agua pura. Calcule el pH de la solución a 25 °C.

Respuesta

Ejemplo 14.2.2$\mathrm{14.2.}2$: Cálculo de la concentración de los iones de hidronio a partir del pH

Calcule la concentración de los iones de hidronio en la sangre, que tiene un pH de 7.3 (un poco alcalino).

Solución

pH=−log[H3O+]=7.3$$\mathrm{p}\mathrm{H}=-\log [{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]=7.3$$

log[H3O+]=−7.3$$\log [{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]=-7.3$$

[H3O+]=10−7.3$$[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]={10}^{-7.3}$$

o

[H3O+]=antilog of−7.3$$[{\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}]=antilog\; of-7.3$$

[H3O+]=5×10−8M$$[{\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}]=5\times {10}^{-8}M$$

(En una calculadora, tome el antilog, o el registro "inverso", de −7.3, o calcule 10−7.3.)

Tarea ( Pág. 189 del texto)

El vinagre es una disolución de ácido acético. Expliquen qué ocurrirá en cada una de las situaciones siguientes:

a. Añadimos unas gotas de azul de bromotimol a un tubo de ensayo que contiene vinagre.

b. Añadimos unas gotas de fenolftaleína a un tubo de ensayo que contiene vinagre.

c. Vertemos una gota de vinagre sobre una tira de papel indicador universal.

Investiguen qué compuesto químico es la sosa cáustica y cuáles son sus aplicaciones prácticas.

Busquen la fórmula química de la lejía. ¿Qué carácter tiene?

Calculen el pH y el pOH de las disoluciones acuosas en las que [H3O+] vale: a. 0,325 M; b. 4,56 × 10-10 M.

Determinen las concentraciones de H3O+ y de OH− de una disolución de pH = 4,7.