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Calculadora de pH

Índice general

La escala de pHDefiniciones de ácido y de baseCómo calcular el pH – fórmula del pH¿Cómo calcular el pH? – solución paso a pasoPreguntas frecuentes

Con esta calculadora de pH, puedes determinar el pH de una solución de varias formas. Puedes convertir pH a H+, así como calcular el pH a partir de la constante de ionización y la concentración. El valor del pH es un factor esencial en la química, la medicina y la vida cotidiana. Lee el texto a continuación para descubrir qué es la escala de pH y la fórmula del pH. Al final, también te diremos cómo calcular el pH con una sencilla solución paso a paso.

Es posible que nuestra calculadora te pida la concentración de la solución. Si no la conoces, puedes calcularla con nuestra calculadora de concentración. También puedes utilizar la calculadora de dilución de soluciones 🇺🇸 para obtener la concentración de iones de una solución diluida.

La escala de pH

La escala de pH es una escala numérica utilizada para definir el grado de acidez o basicidad de una solución acuosa. Normalmente, oscila entre 0 y 14, pero puede ir más allá de estos valores si la solución es lo suficientemente ácida/básica. El valor del pH es logarítmico y está inversamente relacionado con la concentración de iones de hidrógeno en una solución. La fórmula pH a H+ que representa esta relación es:

pH=log([H+])\small \rm {pH = -\log([H^+])}

La solución es ácida si su pH es inferior a 7. Si el pH es superior, la solución es básica (también denominada alcalina). Las soluciones con un pH igual a 7 son neutras.

Además de la forma matemática de determinar el pH, también se pueden utilizar indicadores de pH. La prueba de pH más común es la de papel tornasol. Este cambia de color según el pH de la solución en la que se ha sumergido. Estos colores a menudo inspiran escalas de pH coloridas:

Escala de pH con ejemplos de productos.

El pH de nuestro cuerpo es casi neutro. Por ejemplo, el pH de la sangre se sitúa en torno a 7.4. La única excepción es el estómago, donde los ácidos gástricos pueden alcanzar incluso un pH de 1.

Las moléculas pueden tener un pH en el que no tengan carga negativa. Esto es lo que determina nuestra calculadora del punto isoeléctrico 🇺🇸.

Definiciones de ácido y de base

Tres teorías diferentes definen el ácido y la base:

  • Según la teoría de Arrhenius, en una solución acuosa, un ácido es una sustancia capaz de donar iones de hidrógeno, mientras que una base dona iones de hidróxido.
  • La teoría de Brønsted-Lowry afirma que un ácido puede donar protones, mientras que una base puede aceptarlos.
  • La teoría de Lewis afirma que un ácido es algo que puede aceptar pares de electrones. Análogamente, una base dona pares de electrones.

Cuanto mayor sea la concentración de iones de hidrógeno procedentes de moléculas ácidas, menor será el pH de la solución y, en consecuencia, mayor será su acidez. Lo contrario ocurre con los iones de hidróxido y las bases. Cuanto mayor es la concentración de iones de hidróxido procedentes de moléculas de bases, mayor es el pH de la solución y, en consecuencia, mayor es su basicidad.

Podemos describir la reacción de un ácido, HA\rm HA, en agua como:

HAH++A\small \rm HA ⇌ H^+ + A^-

con la constante de ionización ácida:

Ka=[A][H+]/[HA]\small \rm Ka = [A^-][H^+]/[HA]

Una reacción química similar entre la base BOH\rm BOH y el agua tiene la siguiente forma:

BOHOH+B+\small \rm BOH ⇌ OH^- + B^+

La siguiente ecuación da la constante de ionización de la base para la fórmula anterior:

Kb=[OH][B+]/[BOH]\small\rm Kb = [OH^-][B^+]/[BOH]

Si quieres profundizar en el conocimiento de las constantes de equilibrio químico, consulta la calculadora de constantes de equilibrio o la calculadora de cociente de reacción 🇺🇸.

Cómo calcular el pH – fórmula del pH

El pH se define como el negativo del logaritmo en base diez de la concentración molar de iones de hidrógeno presentes en la solución. La unidad que se emplea para expresar la concentración de iones de hidrógeno es moles por litro. Para determinar el pH, puedes utilizar esta fórmula de pH a H+:

pH=log([H+])\small\rm pH = -log([H^+])

Si ya conoces el pH, pero quieres calcular la concentración de iones, utiliza esta ecuación modificada del pH:

[H+]=10pH\rm \small [H^+] = 10^{-pH}

También existe una escala pOH, que es menos popular que la escala de pH. El pOH es el negativo del logaritmo de la concentración de iones de hidróxido:

pOH=log([OH])\rm \small pOH = -log([OH^-])

o:

[OH]=10pOH\rm\small [OH^-] = 10^{-pOH}

El pH y el pOH se relacionan entre sí mediante esta ecuación de pOH y pH:

pH+pOH=14\small \rm pH + pOH = 14

¿Cómo calcular el pH? – solución paso a paso

Estos son los pasos para calcular el pH de una solución:

  1. Supongamos que la concentración de iones de hidrógeno es igual a 0.0001 mol/L.

  2. Calcula el pH utilizando la fórmula de pH a H+:

pH=log(0.0001)=4\qquad \small\rm pH = -log(0.0001) = 4
  1. Ahora, también puedes determinar fácilmente el pOH y una concentración de iones hidróxido utilizando las fórmulas:
  pOH=144=10[OH]=1010=0.0000000001\quad\ \ \small \begin{align*} \rm pOH &= 14 - 4 = 10\\[.5em] \rm [OH-] &= 10^{-10} = 0.0000000001\\[.5em] \end{align*}

Por supuesto, ¡no tienes que realizar todos estos cálculos a mano! Elige la opción para determinar el pH con la concentración de iones en la calculadora e introduce cualquiera de estos cuatro valores. ¡Observa cómo la herramienta hace todo el trabajo por ti!

  1. También puedes buscar una sustancia química en las listas (de ácidos o bases). Digamos que quieres saber cómo encontrar el pH del ácido fórmico HCOOH\rm HCOOH. Su Ka\rm Ka es 0.000180.00018.
  2. Elige la concentración de la sustancia química. Supongamos que es igual a 0.1 mol/L0.1 \rm{\ mol/L}.
  3. Para hallar la concentración de iones H+:
HCOOH=HCOO+H+\qquad \small \rm HCOOH = HCOO^- + H^+
Ka=[H+]×[HCOO][HCOOH],\qquad \rm \small Ka = \frac{[H^+] × [HCOO^-]}{[HCOOH]},

donde:

Ka=x2cx\qquad \small {\rm Ka} = \frac{x^2}{c - x}

Aquí cc es la concentración molar de la disolución, y xx es igual a la concentración molar de H+.

Para 0.1 M HCOOH0.1 \rm{\ M \ HCOOH}:

  [H+]=0.004154pH=log([H+])=log(0.004154)=2.38\small \quad\ \ \begin{align*} \rm [H+] &= 0.004154\\[.5em] \rm pH &= -\log(\rm [H^+]) \\[.5em] &= -\log(0.004154) = 2.38 \end{align*}

Ahora ya sabes cómo calcular el pH utilizando las ecuaciones del pH. Si estos cálculos te llevan mucho tiempo, no dudes en recurrir a nuestra calculadora de pH. Selecciona el producto químico y su concentración, y verás cómo hace todo el trabajo por ti.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el pH?

El pH mide la concentración de iones de hidrógeno positivos en una solución. Esta cantidad está correlacionada con la acidez de una solución: cuanto mayor sea la concentración de iones de hidrógeno, menor será su pH. Dicha correlación se deriva de la tendencia de una sustancia ácida a provocar la disociación del agua: a mayor disociación, mayor acidez.

¿Cómo se calcula el pH de una solución?

Para calcular el pH de una solución:

  1. Mide la concentración de iones de hidrógeno en la solución. Alternativamente, se puede medir la actividad de la misma especie. Podemos llamarla [H+].

  2. Calcula el logaritmo en base 10 de esta cantidad: log10([H+]).

  3. Obtén el inverso aditivo de esta cantidad. El pH viene dado por:
    pH = - log10([H+])

¿Cuál es la diferencia entre pH y pOH?

El pOH es una medida similar al pH y se correlaciona con la concentración de iones de hidróxido en una solución. La fórmula para el pOH es:

pOH = -log10([OH-])

En condiciones específicas (soluciones acuosas a temperatura ambiente), podemos definir una relación útil entre pH y pOH:

pH = 14 - pOH

¿Cuáles son algunos ejemplos de pH?

He aquí algunos ejemplos de pH:

  1. El pH del agua pura es 7, que es el punto medio de la escala de pH.

  2. El pH de nuestro estómago varía de 1.5 a 3.5: ¡nuestro estómago es bastante ácido!

  3. El ácido de batería de tu automóvil tiene un pH de aproximadamente 0.5. ¡No metas las manos ahí!

  4. Los productos domésticos como los limpiadores de desagües son bases fuertes: ¡algunos pueden alcanzar un pH de 14!

Para calcular el pH de un tampón químico, ve a la calculadora del pH de un tampón.

Propiedades de la disolución

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