Calculos simplificados de ph y poh

CÁLCULOS SIMPLIFICADOS DE pH y pOH

José Gustavo Calderón Valle Ph.D. gcalderv@gmail.com

Doctor en Educación Superior UMSA-UNIBREMEN

Docente Emérito QUÍMICA-UMSA

DIRECTOR CEPIES –UMSA 2009

JEFE DE ESTUDIOS PROGRAMA DOCTORAL EAEN 2011.

La Paz, noviembre 9 de 2011.

RESUMEN
En este artículo veremos la posibilidadque existe de calcular el pH y el pOH (medida de la acidez o alcalinidad) de ácidos y bases débiles y de tres tipos de sales en una forma muy simplificada, aproximación con el nombre de “Método Porky”, que comparado con los caminos tradicionales que existen en la bibliografía, resulta ser un método veloz y eficaz a la vez.

PALABRAS CLAVE:

Ácido, Base, pH, pOH, alcalinidad, acidez,neutralidad.

INTRODUCCIÓN:

El cálculo de los índices de alcalinidad y acidez de los ácidos y bases fuertes, débiles y de fuerza media, diferentes tipos de sales, se efectúan a través de los grados de disociación, constantes de equilibrio, hidrólisis, etc., con procedimientos largos, morosos que se hallan expuestos en cualquier libro del área. Sin embargo existen algunas aproximacionesmatemáticas que nos van a permitir efectuar estos cálculos en un tiempo mínimo comparado con el tiempo que se utilizaba durante los procedimientos tradicionales.

MÉTODO TRADICIONAL (ÁCIDOS Y BASES DÉBILES):

Cálculo de PH y pOH de ácidos y bases débiles

Es necesario tomar en cuenta el grado de disociación y la constante de equilibrio Ka (ácidos débiles) o Kb (bases débiles).Como se trata de especies químicas que presentan reacciones reversibles y grados de ionización muy bajos, entonces debe calcularse la concentración de los protones u oxidrilos en el equilibrio químico.

Ejemplo:
1. La constante de ionización del ácido acético es 1,77x10-5. Determinar el grado de ionización y el pH de una disolución: a) 1 molar, y b) 0,0001 molar.[pic]

[pic]

pH = log 1/c( = -log 4.19 x 10-3 = 2.377 pOH = 14 - pH

Como se puede apreciar, calculamos primero el grado de ionización, y luego con la fórmula logarítmica podemos calcular el pH y el pOH de los ácidos y bases débiles.

[pic]

MÉTODO PORKY (ÁCIDOS Y BASES DÉBILES):

Se trata de una aproximación que se puede aplicar para calcularrápidamente el pH y el pOH de ácidos y bases débiles. Según esta aproximación se dice que la concentración de protones o de oxidrilos, puede calcularse de la siguiente forma:

[pic] [pic] = Ca (

[pic] = Cb (

RESULTADOS:
Ejemplo:

La constante de ionización del ácido acético es 1,77x10-5. Determinar el grado de ionización y el pH de una disolución a) 1 molar, yb) 0,0001 molar.

a) [H+] = (1.77 x 10-5 1 M)1/2 = 4.207 x 10-3

pH = - log 4.207 x 10-3 = 2.37

Como [H+] = 4.207 x 10-3 = Ca (, despejando (

( = 4.207 x 10-3 = 4.207 x 10-3 = 0.42 %

b) [H+] = (1.77 x 10-5 1 x 10-4 M)1/2 = 4.207 x 10-5

pH = - log 4.207 x 10-5 = 4.37

Como [H+] = 4.207 x 10-5= Ca (, despejando (

( = 4.207 x 10-5 = 4.207 x 10-1 = 42 %
1 x 10-4
Como se puede apreciar los resultados son los mismos, pero el tiempo que se utiliza para resolver el ejercicio en el caso tradicional es realmente largo, en cambio en la aproximación que se explica, el tiempo de solución es muy corto, esto es impactante para el estudiante,pues ve que puede optimizar el tiempo de cálculo de estos índices.

MÉTODO TRADICIONAL (SALES):

Hidrólisis de sales

Las sales pueden tener 4 orígenes:

Ácido fuerte + Base débil

Ácido débil + Base fuerte
Ácido débil + Base débil
Ácido fuerte + Base fuerte

Ejemplos: HCl + NH4OH NH4Cl...