economia

CONCEPTO Y MEDIDA DEL pH
DISOCIACIÓN DEL AGUA
El agua, como electrolito débil que es, se disocia en muy escasa proporción según la
reacción siguiente (Figura 1):
H2O + H2O

H3O+ + OH-

o, en forma simplificada:
H2O

H+ + OH-

Dado que el agua es capaz de originar tanto H+ como OH-, se comporta como ácido y
como base. Se dice, por tanto, que el agua es una sustancia anfótera oanfolito.
Según la ley de acción de masas (LAM):

Keq =

H+ OHH2 O

Como la concentración del agua no disociada es muy grande (55,5 M) y permanece
prácticamente inalterada, su valor se incluye en la constante de equilibrio, que pasa a
llamarse producto iónico del agua (Kw):
[OH-] [H+] = Keq [H2O] = Kw
El valor de Kw , medido a 24º C es 10-14 (Figura 2). Como este valor es constante, lasconcentraciones de H+ y OH- guardan entre sí una relación inversa: si una de ellas
aumenta, la otra disminuye. En el agua pura ambas concentraciones son iguales:
[H+] = [OH-] = 10-7 M
Como [H2O]= 55,5 M y [H+]=10-7 M, esto quiere decir que, en el agua pura, una de cada
555 millones de moléculas está disociada.
CONCEPTO DE pH

Del producto iónico del agua se deduce que las concentraciones de H+y OH- están
relacionadas de tal modo que conocida una de ellas se obtiene la otra de forma inmediata:
-14

OH- = 10 +
H

pH

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Para simplificar el manejo de magnitudes exponenciales se ha establecido el concepto de
pH. El pH es el logaritmo de la concentración de iones H+, con el signo cambiado:
pH = -log [H+] Þ [H+] = 10-pH
Análogamente, se define pOH como el logaritmode la concentración de iones OH-, con
el signo cambiado:
pOH = -log [OH-] Þ [OH-] = 10-pOH
Se puede establecer la siguiente relación entre el pH y el pOH. Partiendo de la expresión
del producto iónico del agua (Kw):
[H+] × [OH-] = 10-14
tomando logaritmos:
log [H+] + log [OH-] = -14,
y cambiando de signos se obtiene que:
-log [H+] - log [OH-] = 14
o lo que es lo mismo,
pH + pOH = 14Las disoluciones ácidas tienen una [H+] mayor que la del agua pura (10-7 M) y por lo
tanto tendrán un pH < 7 (pOH > 7). Las disoluciones básicas, por el contrario, tienen una
[H+] menor que la del agua pura (10-7 M) y tendrán un pH > 7 (pOH < 7). El agua
destilada tiene pH = pOH = 7 (disolución neutra). Como la escala de pH es logarítmica,
la variación de pH en una unidad (en un sentido o enotro) es igual a una variación de la
[H+] 10 veces mayor. En otras palabras, mientras el pH varía en progresión aritmética, la
[H+] lo hace en progresión geométrica.
IONIZACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos y bases fuertes se disocian por completo, es decir, la totalidad de los iones
H+ u OH- están en forma libre, y su concentración dependerá de la concentración del
ácido o de la base dedonde provienen. En una disolución 10-2 M de H2SO4, por ejemplo,
la concentración efectiva de H+ es 2 × 10-2 M, ya que cada molécula de ácido sulfúrico
libera dos H+. Análogamente, una disolución 10-2 M de Ba(OH)2 será 2 × 10-2 M en OH-,
y por tanto [H+] = 5 × 10-13 M (ya que [OH-] [H+] = 10-14).
Los ácidos débiles, entre los que se encuentran casi todos los orgánicos (acético,
butírico, lácticoetc.) se disocian parcialmente y por lo tanto, la concentración de sus
pH

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iones es menor que la totalidad de sus grupos ionizables. Para calcular el pH de sus
disoluciones habrá que tener en cuenta su grado de disociación (α). Así, en el caso del
ácido acético:
AcH

Ac- + H+

c(1-α)

cα

cα

Aplicando la LAM:

Kd= c α
(1-α)
2

Como la constante dedisociación (Kd) vale 1,76 × 10-5, se puede calcular fácilmente el
grado de disociación, α. Conociendo este valor, [H+] = cα, de modo que el pH = -log
(cα). Para valores pequeños de α (α ≤ 0,05) se puede sustituir el valor (1-α) por 1, y en
este caso:
Kd= α 2 c ⇒ α =

Kd ⇒ H+ = K c
d
c

Lo disociación de las bases débiles, como por ejemplo el amoníaco, se plantea de forma
análoga:
NH3 + H2O...