El pH
El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de ioneshidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno " (pondusHydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen , quien lodefinió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, unaconcentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, por que hay más protones en la disolución) , ybásicas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución(donde el disolvente es agua).
Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O+, tenemos que:
Kw = [H3O+]·[OH–]=10–14 en donde [H3O+] es la concentración de iones hidronio , [OH−] la de iones hidroxilo , y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua , que vale 10−14.
Por lo tanto,
log Kw = log [H3O+] + log [OH–]
–14 = log [H3O+] + log [OH–]
14 = –log[H3O+] – log [OH–]
pH + pOH = 14
El pOH
El pOH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido . Esto es, la concentración de iones OH-:
pOH = − log10.[OH − ]
En soluciones acuosas, los iones OH- provienen de ladisociación del agua:
H2O ↔ H+ + OH-
o también,
2H2O ↔ H3O+ + OH-
Por ejemplo, una concentración de [OH-] = 1×10-7 M(0,0000001 M) es simplemente un pOH de 7ya que : pOH = -log[10-7] = 7
Al igual que el pH , típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pOH mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7.
Por lo tanto,
pH + pOH = 14
Teoría de Ácidos y Bases de Svante August Arrhenius
Él definió los ácidos como sustancias químicas que contenían hidrógeno, y que disueltas en agua producían unaconcentración de iones hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH-. La reacción de neutralización sería: H+ + OH- H2O
La teoría de Arrhenius ha sido objeto de críticas. La primera es que el concepto de ácidos se limita a especies químicas que contienenhidrógeno y el de base a las especies que contienen iones hidroxilo. La segunda crítica es que la teoría sólo se refiere a disoluciones acuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones ácido-base que tienen lugar en ausencia de agua.
En los tiempos de Arrhenius se reconocía a los ácidos en forma general como sustancias que, en solución acuosa.
Tienen un sabor agrio si se diluyen los suficientepara poderse probar.
Hacen que el papel tornasol cambie de azul a rojo.
Arrhenius propuso que las propiedades características de los ácidos con en realidad propiedades del ion hidrógeno, H+, y que los ácidos son compuestos que liberan iones hidrógeno en las soluciones acuosas.
Teoría de Ácidos y Bases de Bronsted – Lowry
Las definiciones de Arrhenius de los ácidos y bases son muy útiles en el casode las soluciones acuosas, pero ya para la década de 1920 los químicos estaban trabajando con disolventes distintos del agua. Se encontraron compuestos que actuaban como bases pero no había OH en sus fórmulas. Se necesitaba una nueva teoría.
Las definiciones de Bronsted - Lorwy son,
Un ácido de Bronsted - Lowry es un donador de protones, pues dona un ion hidrógeno, H+
Una base Bronsted - Lorwy...
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