7.6: La Escala de pH

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Objetivos de aprendizaje

Definir\(pH\).
Determinar el pH de las soluciones ácidas y básicas.
Determinar la concentración de iones hidrógeno (hidronio) a partir del pH y viceversa.

Los valores de concentración molar de hidrógeno\([H^+]\) pueden ser marcadamente diferentes de una solución acuosa a otra. Por lo que los químicos definieron una nueva escala que indica sucintamente las concentraciones de cualquiera de estos dos iones. Esto se conoce como la\(pH\) escala. El rango de valor s de 0 a 14 que describe la acidez o basicidad de una solución. Se puede utilizar\(pH\) para determinar rápidamente si una solución acuosa dada es ácida, básica o neutra.

El pH es una escala logarítmica. Una solución que tiene un pH de 1.0 tiene 10 veces el [H ⁺] como una solución con un pH de 2.0, que a su vez tiene 10 veces el [H ⁺] como solución con un pH de 3.0 y así sucesivamente.

Advertencia: La escala de pH no tiene límites

El pH suele estar (pero no siempre) entre 0 y 14. Conociendo la dependencia del pH en\([H+]\), podemos resumir de la siguiente manera:

Si pH < 7, entonces la solución es ácida.
Si pH = 7, entonces la solución es neutra.
Si pH > 7, entonces la solución es básica.

La Figura\(\PageIndex{2}\) illus trata la relación entre el pH y la concentración de iones hidrógeno, junto con algunos ejemplos de diversas soluciones. Debido a que las concentraciones de iones hidrógeno son generalmente menores de uno (por ejemplo\(1.3 \times 10^{-3}\,M\)), th e log del número será un número negativo. Para facilitar aún más el trabajo con el pH, el pH se define como el log negativo de\([H^+]\), lo que dará un valor positivo para el pH.

La fórmula general para determinar [H ⁺] a partir del pH es la siguiente:

[H ⁺] = 10 ^−pH

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

Marcar cada solución como ácida, básica o neutra con base únicamente en lo indicado\(pH\).

leche de magnesia, pH = 10.5
agua pura, pH = 7
vino, pH = 3.0

Contestar

Con un pH mayor a 7, la leche de magnesia es básica. (La leche de magnesia es en gran parte Mg (OH) ₂.)
El agua pura, con un pH de 7, es neutra.
Con un pH inferior a 7, el vino es ácido.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Identificar cada sustancia como ácida, básica o neutra con base únicamente en lo establecido\(pH\).

sangre humana con\(pH\) = 7.4
amoníaco doméstico con\(pH\) = 11.0
cerezas con\(pH\) = 3.6

Contestar a: básico

Respuesta b: básico

Respuesta c: ácido

Cuadro\(\PageIndex{1}\): da los valores típicos de pH de algunas sustancias comunes. Tenga en cuenta que varios alimentos están en la lista, y la mayoría de ellos son ácidos.
Sustancia	pH
ácido estomacal	1.7
jugo de limón	2.2
vinagre	2.9
refresco	3.0
vino	3.5
café, negro	5.0
leche	6.9
agua pura	7.0
sangre	7.4
agua de mar	8.5
leche de magnesia	10.5
solución de amoníaco	12.5
NaOH 1.0 M	14.0
*Los valores reales pueden variar dependiendo de las condiciones

Ejemplo\(\PageIndex{2}\):

¿Cuál es el [H ⁺] para una solución acuosa cuyo pH es 6?

Solución

El valor de pH de 6 denota que el exponente de 10 es -6. Por lo tanto la respuesta es

[H ⁺] = 1.0 x 10 ⁻⁶ M

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

¿Cuál es el [H ⁺] para una solución acuosa cuyo pH es 11?

Contestar

[H ⁺] = 1.0 × 10 ⁻¹¹ M

Ejemplo\(\PageIndex{3}\):

¿Cuál es el pH de una solución acuosa cuya concentración de iones hidrógeno es 1.0 x 10 ⁻⁷ M? Es la solución ácida, básica o neutra.

Solución

La concentración de iones hidrógeno es 1.0 x 10 ⁻⁷ M. El exponente de 10 es -7, lo que denota que pH= - (-7) = 7. La solución es neutra.

Ejercicio\(\PageIndex{3}\)

¿Cuál es el pH de una solución acuosa cuya concentración de iones hidrógeno es 1.0 x 10 ⁻³ M? Es la solución ácida, básica o neutra.

Solución

La concentración de iones hidrógeno es 1.0 x 10 ⁻³ M. El exponente de 10 es -3, lo que denota que pH= - (-3) = 3. La solución es ácida.

Resumen

Para facilitar aún más el trabajo con el pH, el pH se define como el log negativo de\([H^+]\), lo que dará un valor positivo para el pH.

El pH suele estar (pero no siempre) entre 0 y 14.

Si pH < 7, entonces la solución es ácida.
Si pH = 7, entonces la solución es neutra.
Si pH > 7, entonces la solución es básica.

Colaboradores y Atribuciones

Peggy Lawson (Oxbow Prairie Heights School). Funded by Saskatchewan Educational Technology Consortium.
CK-12 Foundation by Sharon Bewick, Richard Parsons, Therese Forsythe, Shonna Robinson, and Jean Dupon.
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Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)
Henry Agnew (UC Davis)