El documento aborda la relación entre el pH y la concentración de iones hidronio y hidróxido en soluciones acuosas, explicando cómo se clasifican estas soluciones como ácidas, neutras o básicas. Se presentan modelos para calcular el pH y se discuten conceptos fundamentales de química, incluyendo la autoionización del agua y el uso de logaritmos en la cuantificación del pH. Además, incluye preguntas y actividades para evaluar la comprensión de estos conceptos.

1. 1
[H3
O+
] [OH–
] [H3
O+
] × [OH–
]
1 1.0×10–1
M 1.0×10–13
M
2 1.0×10–3
M 1.0×10–11
M
3 1.0×10–5
M 1.0×10–9
M
4 1.0×10–6
M 1.0×10–8
M
5 1.0×10–7
M 1.0×10–7
M
6 1.0×10–7
M 1.0×10–7
M
7 1.0×10–8
M 1.0×10–6
M
8 1.0×10–10
M 1.0×10–4
M
9 1.0×10–12
M 1.0×10–2
M
10 1.0×10–13
M 1.0×10–1
M
0,10 M HCl(ac)
0,0010 M HCl(ac)
0,000010 M HCl(ac)
0,0000010 M HCl(ac)
0,00000010 M HCl(ac)
0,00000010 M NaOH(ac)
0,0000010 M NaOH(ac)
0,00010 M NaOH(ac)
0,010 M NaOH(ac)
0,10 M NaOH(ac)
Ácido
Ácido
Ácido
Ácido
Básico
Básico
Básico
Básico
Neutro
Neutro
Solución
Ácido, Básico
o Neutro?
¿Cómo se relaciona el pH con la concentración de iones hidronio?
¿Por qué?
Modelo 1 – Concentraciones de iones para ácidos y bases
Vaso
pp
1. ¿Qué indica el símbolo en el Modelo 1?
3. Describe cómo se calculó la concentración de ion hidronio del modelo 1 (Vaso 3) a partir de
la concentración del ácido.
4. Describe cómo se calculó la concentración de ion hidróxido del Modelo 1 (Vaso 8) a partir de
la concentración de la base.
Cálculo del pH
Cálculo del pH
¿Cómo se relaciona el pH con la concentración de iones hidronio? En biología y otros cursos de ciencias,
el pH se usa para cuantificar la acidez o basicidad de una solución. Esta propiedad se puede medir con
una sonda de pH o con una tira de papel indicador que cambia de color a diferentes valores de pH. Pero,
¿qué se está midiendo realmente? Sabemos que un pH de 7 es neutro, inferior a 7 es ácido y superior a 7
es básico; pero ¿por qué? ¿Con qué está reaccionando el papel pH o la sonda en la solución?
2. En el vaso de precipitado 2, ¿cuál ion tiene mayor concentración, el ion hidronio o el ion
hidróxido, también llamado hidroxilo?

2. 2
5. ¿Cuál ion, hidronio o hidróxido, tiene una mayor concentración en una solución ácida?
6. ¿Cuál ion, hidronio o hidróxido, está más concentrado en una solución neutra?
7. ¿Qué afirmación es verdadera para las soluciones básicas?:
a. La concentración de iones hidróxido debe ser inferior a 1x M
b. La concentración de iones hidróxido debe ser superior a 1× M
c. La concentración de iones hidróxido debe ser mayor o igual a 1× M
a. ¿Cuál es la concentración de iones hidronio en la solución? (Muestra tu trabajo.)
a. ¿Cuál es la concentración de iones hidronio en la solución? Muestra tu trabajo.
POGIL™Actividades para química y biología
8. Un estudiante hace la siguiente afirmación en un examen: "Las soluciones ácidas contienen
iones hidronio, mientras que las soluciones básicas contienen iones hidróxido". ¿Es correcta la
afirmación del alumno, según la información del Modelo 1? Explica
10 vasos de
], de una solución, ¿cómo10. Si conoces la concentración de iones de hidronio, [
podría determinar la concentración de iones de hidróxido [ ]?
11. Una solución tiene una concentración de iones hidróxido de 1.0 × M
12. Una solución tiene una concentración de iones hidróxido de 4,79× M.
b. ¿Es la solución ácida, neutra o básica? ¿Cómo lo sabes?
b. ¿Es la solución ácida, neutra o básica? ¿Cómo lo sabes?
9. Calcule la cantidad [ ] × [ ] para cada uno de los
precipitados en el Modelo 1. Divide el trabajo entre los miembros de tu grupo.

3. 3
H2
O + H2
O →← H3
O+
(aq) + OH–
(aq) Kw
+ 1.0×10–14
Kw
= [H3
O+
] × [OH–
] = 1.0×10–14
log 1 = 0 log 0.1 = –1
log 10 = 1 log 0.01 = –2
log 100 = 2 log 0.001 = –3
log 1000 = 3 log (1.0×10–4
) = –4
log (1.0×104
) = 4 log (1.0×10–8
) = –8
a. 7800 c. 3.4×109
d. 7.2×10–4
El valor 1,0×10–14 es la constante de equilibrio para la autoionización del agua (Kw).
Modelo 2 - Un curso intensivo en logaritmos
13. Usando los ejemplos del Modelo 2, explica cómo se calculan los logaritmos en términos de
"factores de diez".
1. Todas las soluciones acuosas tienen una concentración detectable de iones hidronio e
hidróxido.
Este equilibrio ocurre en todas las soluciones acuosas (ácidas, básicas y neutras). Los resultados de
este equilibrio son los siguientes:
15. Usa tu calculadora científica.
a. Ingresa a tu calculadora al menos tres de los ejemplos que se muestran en el Modelo 2 para
verificar que sabes cómo encontrar el logaritmo de un número.
b. Usa tu calculadora para encontrar el logaritmo de 250.
c. El número 250 está entre 100 y 1000. Explica por qué tu calculadora te dio una respuesta
entre 2 y 3 para el registro de 250. Sugerencia: Piensa en "factores de diez".
16. Primero estima la respuesta para cada uno de los siguientes. Luego, encuentre la respuesta
usando la calculadora para verificar tu estimación.
Cálculo del pH
b. 0,045
2. El producto de estas concentraciones de iones es siempre Kw.
14. ¿Cuál sería el logaritmo de un millón? (NO uses su calculadora)
¡Lee esto!

4. 4
1 2 3 4
[H3
O+
] [H3
O+
]
log [H3
O+
] pH
A 0.010 M 1.0 × 10–2
M log (1.0 × 10–2
) = –2.0 2.0
B 0.0055 M 5.5 × 10–3
M log (5.5 × 10–3
)
C 1.0 × 10–3
M log (1.0 × 10–3
) = –3.0 3.0
D 0.00010 M log (1.0 × 10–4
) = –4.0 4.0
E 0.000027 M 2.7 × 10–5
M log (2.7 × 10–5
)
a. 1×10–8
M
a. 6.0 b. 5.43
Modelo 3 – Logaritmos y pH
Solución
(Notación decimal (Notación científica)
17. Las columnas 1 y 2 en el Modelo 3 dan la concentración molar de ion hidronio en solución.
a. ¿Cuál es la diferencia en la forma en que las dos primeras columnas expresan estos datos?
18. Estima los logaritmos faltantes para las soluciones B y E en el Modelo 3. Luego verifica las
respuestas usando una calculadora.
19. Usando los ejemplos dados en el Modelo 3, escribe una oración o una ecuación matemática que
describa cómo calcular el pH a partir de la concentración de iones hidronio de una solución.
20. Completa los valores de pH faltantes en la columna 4 del Modelo 3.
21. Calcula el pH de una solución que tiene una concentración de iones hidronio de:
b. 0.007 M
22. Discute con los integrantes de tu grupo cómo encontrarías la concentración de iones hidronio en
una solución si le dieran el pH. Verifica tu procedimiento utilizando varios ejemplos del Modelo 3.
23. Calcula la concentración de iones hidronio en soluciones con un pH de:
POGIL™Actividades para química y biología
b. Completa los valores faltantes en las columnas 1 y 2 del Modelo 3.

5. 5
24. ¿Por qué el agua neutra tiene un pH de 7?
26. Un estudiante hace la siguiente afirmación en un examen:
Cálculo del pH
25. ¿Qué solución tiene una mayor concentración de iones hidronio, una que tenga un pH de 4
comparada con una que tenga un pH de 8? Explica.
"Una solución con pH = 1 tiene el doble de concentración en iones hidronio que una solución con
pH = 2.” Explica por qué esta afirmación no es correcta y escribe una oración que describa la
relación correcta.

6. 6
[H3
O+
] [OH–
] pH pOH pH + pOH
A 1×10–3
M 1×10–11
M 3.0 11.0
B 1×10–9
M 1×10–5
M 9.0 5.0
C 5.2×10–3
M 1.9×10–12
M 2.28 11.72
D 3.68
E 9.28
F 3.02×10–3
M
Preguntas de ampliación
Modelo 4 – pH y pOH
Solución
27. Mira los ejemplos en el Modelo 4. Si conoce la concentración de ión hidróxido, [OH–] en una
solución, ¿cómo puedes determinar el pOH?
28. Examina los datos en el Modelo 4.
b. ¿Cómo podrías determinar el pH de una solución si conoces el pOH?
29. Completa todos los valores faltantes en el Modelo 4.
30. Calcula el [OH–] y el pOH de una solución que tiene un [H3O+] of 1 ×10–4
M.
POGIL™Actividades para química y biología
a. Calcula el pH + pOH de las soluciones A, B y C.