El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.
La sigla significa ‘potencial hidrógeno’, ‘potencial de hidrógeno’ o ‘potencial de hidrogeniones’ (pondus hydrogenii o potentia hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió como el opuesto del logaritmo en base 10 (o el logaritmo del inverso) de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
\mbox{pH} = -\log_{10} \left[ \mbox{a}_{H^+} \right]
2. Ionización del agua
• Tiende a ionizarse: [H+] y [OH-]
• Presenta una cte de equilibrio.
• Crucial en la función celular.
• Cte de equilibrio:
H2O H+ OH-+
A + B C D+
Keq =[C] [D]
[A] [B]
PRODUCTOS
REACTIVOS
3. • Las constantes de equilibrio son fijas y
características de cada reacción química.
• Están dadas a una determinada temperatura.
• Grado de ionización del agua (25°C) = 1 de
cada 107 moléculas se encuentra ionizada.
Keq = [H+][OH-]
[H2O]
4. • La concentración del agua (25°C): 55.5M
• Keq se han determinado mediante medidas de
conductividad electrica y se ha calculado en
1,8 x 10-16 M (25°C)
Keq = [H+][OH-]
[55.5M]
(55.5M)(Keq) = [H+] [OH-] = Kw
Producto iónico
del agua
5. • El producto [H+] [OH-] es igual 1 x 10-14 M2
• Si las [H+] y [OH-] son iguales
(55.5M)(1.8 x 10-16 M) = [H+] [OH-] = Kw
99.9 x 10-16 M2 = [H+] [OH-]
1.0 x 10-14 M2 = [H+] [OH-] = Kw
Kw = [H+] [OH-] = [H+]2
[H+] = √Kw = √1 x 10-14 M2
[H+] = [OH-] = 10-7 M
6. • Ya que el producto ionico del agua es constante,
siempre que la concentración de iones H+ sea
mayor que 1 x 10-7 M, la concentración de OH-
será menor que 1 x 10-7 M.
• Cuando la concentración de H+ es muy alta, la
concentración de OH- es muy pequeña.
7. Problemas ilustrativos
• El producto ionico del agua permite calcular la
concentración de H+, dad la concentración de
OH- y viceversa; los siguientes problemas lo
demuestran.
1. ¿Cuál es la concentración de H+ en una
solución de NaOH 0.1 M?
Kw = [H+] [OH-]
Despejando [H+] da
[H+] = Kw = 1 x 10-14 M2
[OH-] 0.1 M
[H+] = 10-14 M2 = 10-13 M
10-1M
8. 2. ¿Cuál es la concentración de OH- en una
solución en la que la concentración de H+ es
0.00013 M?
Kw = [H+] [OH-]
Despejando [OH-] da
[H+] = Kw = 1 x 10-14 M2
[H+] 0.00013 M
[H+] = 1 x 10-14 M2 = 7.7 x 10-11 M
1.3 x 10-4 M
9. La escala de pH representa las
concentraciones de H+ y OH-
• El producto ionico del agua Kw es la base de la
escala de pH.
• El término pH se define mediante la expresión
• Para una solución neutra a 25°C, [H+] = 1.0 x
10-7 M.
pH = - log 1 = - log [H+]
[H+]
pH = - log 1 = - log [1 x 107] = log 1.0 + log 107
[1 x 10-7]
pH = 0 + 7.0 = 7.0
10.
11.
12.
13.
14.
15. • Se puede medir aproximadamente el pH de una
solución utilizando diversos colorantes indicadores:
– Tornasol - azul violeta(uso para análisis de pH acido: rojo-
anaranjado)
– La fenolftaleína - incoloro(pH acido: incoloro, pH alcalino:
rosado)
– Rojo de fenol - anaranjado (pH acido: amarillo, pH alcalino:
rojo)
• Determinaciones precisas: electrodo de vidrio
(pHmetro)
• pH afecta la estructura y actividad de macromoléculas
biológicas. Ej. Enzimas.