pH

PH
función de acidez (es)
cantidá química y cantidad logarítmica (es)

El pH ye una midida d'acidez o alcalinidad d'una disolución. El pH indica la concentración d'iones hidróxenu [H⁺] presentes en determinaes disoluciones. La sigla significa potencial d'hidróxenu o potencial d'hidrogeniones. El significáu exactu de la p en «pH» ye ta claro, pero, acordies cola Fundación Carlsberg, significa «poder d'hidróxenu». Otra esplicación ye que la p representa los términos llatinos pondus hydrogenii («cantidá d'hidróxenu») o potentia hydrogenii («capacidá d'hidróxenu»). Tamién se suxer que Sørensen usó les lletres p y q (lletres comúnmente empareyaes en matemátiques) a cencielles pa etiquetar la solución de prueba (p) y la solución de referencia (q). Anguaño en química, la p significa «cologaritmo decimal de» y tamién s'usa nel términu pK_a, que s'usa pa les constantes de disociación aceda.

Esti términu foi acuñáu pol bioquímicu danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió en 1909 como l'opuestu del llogaritmu de base 10 o'l llogaritmu negativu de l'actividá de los iones hidróxenu. Esto ye:

${\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{a}}_{H^{+}}\right]$

Esta espresión ye útil pa disoluciones que nun tienen comportamientos ideales, disoluciones ensin esleir. En cuenta de utilizar la concentración d'iones hidrógeno, emplégase l'actividá ${\mbox{a}}$, que representa la concentración efectiva.

El términu pH utilizóse universalmente polo práctico que resulta pa evitar el manexu de cifres llargues y complexes. En disoluciones esleíes, en llugar d'utilizar l'actividá del ion hidróxenu, puede averáse-y emplegando la concentración molar del ion hidróxenu.

Por casu, una concentración de [H₃O⁺] = 1×10⁻⁷ M, lo qu'equival a: 0.0000001 M y que finalmente ye un pH de 7, una y bones pH = –log[10⁻⁷] = 7.

En disolución aguacienta, la escala de pH varia, típicamente, de 0 a 14. Son acedes les disoluciones con pH menores que 7 (el valor del esponente de la concentración ye mayor, porque hai más iones hidrógeno na disolución). Per otru llau, les disoluciones alcalines tienen un pH cimeru a 7. La disolución considérase neutra cuando la so pH ye igual a 7, por casu l'agua.

Definición

Reacción de autoionización de l'agua

El pH defínese como'l llogaritmu negativu de base 10 de l'actividá de los iones hidróxenu:

${\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{a}}_{H^{+}}\right]$

Considérase que p ye un operador logarítmicu sobre la concentración d'una disolución p = –log[...]. Tamién se define'l pOH, como'l llogaritmu negativu de la concentración d'iones hidróxido.

$pOH=-\log _{10}\left[{\mbox{a}}_{OH^{-}}\right]$

Yá que l'agua ta adulterada nuna pequeña estensión n'iones [OH^–] y [H₃O⁺], tiense:

$K_{w}=[{H_{3}O}^{+}]\cdot [{OH}^{-}]=10^{-14}$

Onde:

• $K_{w}$ ye una constante conocida como productu iónicu de l'agua, que vale 10⁻¹⁴
• $[H_{3}O^{+}]$ ye la concentración d'iones hidronio
• $[OH^{-}]$ ye la concentración de d'iones hidroxilo

Poro,

$\log K_{w}=\log[H^{+}]+\log[OH^{-}]$

$-14=\log[H^{+}]+log[OH^{-}]$

$14=-\log[H^{+}]-\log[OH^{-}]$

$pH+pOH=14$

Polo que pueden rellacionase direutamente los valores del pH y del pOH.

En disoluciones non aguacientes o fora de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede nun ser el neutru. El pH al cual la disolución ye neutra ta rellacionáu cola constante de disociación del disolvente nel que se trabaye.

Midida del pH

El pH en fase aguacienta na vida cotidiana:[ensin referencies]
Sustancia	pH aproximao
Ácidu clorhídrico (1 mol/L)	0
Drenaxe ácido de mines (AMD)	<1.0
Ácidu d'una batería	<1.0
Ácidu gástrico	2.0
Zumu de llimón	2.4-2.6
Bebida de cola	2.5
Vinagre	2.5-2.9
Zumu de naranxa o de mazana	3.5
Cerveza	4.5
Café	5.0
Té	5.5
Agua ácido	< 5.6
Lleche	6.5
Agua	7.0
Cuspiu	6.5-7.4
Sangre	7.38-7.42
Agua de mar	8.2
Xabón	9.0-10.3
Agua de Javel (hipoclorito de sodiu)	11.5
Cal	12.5
Soda cáustica	14.0

Dependiendo del pH del suelu, la hortensia (Hydrangea) puede tener flores roses o azules. En suelos acedos (pH < 7) les flores son azules; en suelos básicos (pH > 7) son roses.

pH-metro. Preséu pa midir el pH de les disoluciones.

El valor del pH puede midise de forma precisa por aciu un potenciómetro, tamién conocíu como pH-metro (/pe achímetro/ o /pe ache metro/), un preséu que mide la diferencia de potencial ente dos electrodos: un electrodu de referencia (xeneralmente de plata/cloruru de plata) y un electrodu de vidriu que ye sensible al ion d'hidróxenu.

El pH d'una disolución puede midise tamién de manera averada emplegando indicadores: ácidos o bases débiles que presenten distintu color según el pH. Xeneralmente emplégase un papel indicador, que consiste en papel trescaláu con un amiestu d'indicadores cualitativos pa la determinación del pH. L'indicador más conocíu ye'l papel de litmus o papel tornasol. Otros indicadores avezaos son la fenolftaleína y el naranxa de metilu.

• A pesar de que munchos potenciómetros tienen escales con valores que van dende 1 hasta 14, los valores de pH tamién pueden ser menores que 1 o mayores que 14. Por casu l'ácidu de les bateríes d'automóviles tienen valores de pH menores qu'unu. Por contraste, el hidróxidu de sodiu 1 M varia de 13.5 a 14.
• A 25 °C, un pH igual a 7 ye neutru, unu menor que 7 ye acedu, y si ye mayor que 7 ye básicu. A distintes temperatures, el valor de pH neutru puede variar por cuenta de la constante d'equilibriu de l'agua: K_w.

La determinación del pH ye unu de los procedimientos analíticos más importantes y más utilizaos en química y bioquímica. El pH determina munches carauterístiques notables de la estructura y de l'actividá de les molécules, poro, del comportamientu de célules y organismos.

El pH que ye midíu nel llaboratoriu, xeneralmente nun ye'l mesmu que'l calculáu por aciu la ecuación: $pH=-\log[H^{+}]$, porque'l valor numbéricu de la concentración d'iones hidrógeno, nun ye igual al valor de la so actividá, sacante, pa les disoluciones esleíes.

Disoluciones amortiguadores

Inyeición intravenosa. Les inyeiciones contienen disoluciones reguladores pa caltener el pH del cuerpu humanu, cuando se realiza una reacción química.

Diverses reacciones químiques que se xeneren en disolución aguacienta precisen que'l pH del sistema caltenga constante, pa evitar qu'asocedan otres reacción ensin deseyar. Les disoluciones reguladores, amortiguadores o búfer, son capaces de caltener l'acidez o basicidad d'un sistema dientro d'un intervalu amenorgáu de pH.

En 1917 Hasselbalch propunxo la ecuación pertinente pa calcular el pH de disoluciones amortiguadores. La ecuación que postuló ye la siguiente:

${\mbox{pH}}={\mbox{p}}K_{a}+\log \left({\frac {[base]}{[acido]}}\right)$

Adiconalmente tien d'establecese la concentración total del par conxugáu, $C_{t}={[base]}+{[acido]}$ p'afitar un valor de pH determináu.

Estes disoluciones contienen como especies predominantes, un par acedu/base conxugáu en concentraciones apreciables. La capacidá reguladora que tenga la disolución depende de la cantidá presente del ácidu débil y la so base débil conxugada, mientres mayor sía esta cantidá, mayor va ser la efectividá de dicha disolución. El que sían acedos y bases débiles significa qu'actúen como electrólitos débiles, en poques pallabres, non se ionizan por completu n'agua. La reacción de neutralización ye una reacción ente un ácidu y una base. Xeneralmente nes reacciones aguacientes acedu-base xenérense agua y una sal.

L'organismu dispón de tres recursos pa caltener el pH en valores compatibles cola vida:

1. Amortiguadores (disoluciones buffer).
2. Regulación pulmonar de la pCO₂: presión parcial de gas carbónico d'un mediu gaseosu (aire) o líquidu (sangre). De normal ye de 40 mm de Hg nel aire alveolar (paCO₂) y nel sangre arterial (paCO₂), y de 45 a 48 mm de Hg nel sangre venoso entemecida (pvCO₂). La pCO₂ del sangre mide'l CO₂ disueltu nel plasma sanguineu.
3. Reabsorción y escreción renal de bicarbonatu y escreción d'ácidos.

Les variaciones de pH nel nuesu organismu pueden modificar ciertos procesos fisiolóxicos, tal ye'l casu de la reacción enzimática. Cada enzima del nuesu cuerpu tien un intervalu de pH, que comúnmente se -y conoz como "pH óptimo", nel cual la enzima desenvuelve la so máxima actividá. Si esta atópase en condiciones fora del pH óptimo, puede amenorgar la so velocidá d'activación, modificar la so estructura, o lo que ye peor, dexar de funcionar.

Daqué más cotidianu pa nós son les inyeiciones. Los fluyíos que s'empleguen pa preparar específicamente les inyeiciones intravenoses, inclúin un sistema amortiguador por que'l sangre caltenga la so pH. Con tou esto reflexa la importancia de les disoluciones amortiguadores, yá que ensin estes, toles reacciones químiques de los organismos, nun podríen realizase de manera eficaz.

pH de delles sustancies

align="center" style="background:

1. 0ED3B5; color:Black"|pH de delles sustancies

width="100 px" style="background: ECE6E9; color:Black"|Sustancia	width="100 px" style="background: ECE6E9; color:Black"|pH averáu
style="background: E25520; color:Black"|Zumu de llimón||style="background: E25520; color:Black"|2.4
style="background: EDED23; color:Black"|Piel Humano||style="background: EDED23; color:Black"|5.5
Lleche	6.5
Sangre	7.35-7.45
style="background: 2595BA; color:Black"|Deterxente||style="background: 2595BA; color:Black"|10.5

Pa llograr un indicador orgánicu puede utilizase col morada siguiendo estos pasos:

1. Cortar la col en tires.
2. Nun morteru asitiar la col morada y molela.
3. Asitiar alcohol na disolución.
4. Penerar la sustancia con un filtru de papel.
5. Asitiar sustancies en dellos recipientes: bicarbonatu de sodiu, llimón, pomelu, vinagre, agua o llimpiador de fornu.
6. Amestar en cada recipiente l'indicador.

Si los resultaos son los siguientes estrayer l'indicador con ésitu:

align="center" style="background:

1. 0ED3B5; color:Black"|pH llográu por aciu indicador orgánicu

width="120 px" style="background: ECE6E9; color:Black"|Sustancia	width="120 px" style="background: ECE6E9; color:Black"|Color de la disolución	width="120 px" style="background: ECE6E9; color:Black"|Clasificación acedu/base
style="background: F1889C; color:Black"|Vinagre||style="background: F1889C; color:Black"|Rosa||style="background: F1889C; color:Black"|Aceda
Bicarbonatu de Sodiu	Verde	Base
style="background: F72564; color:Black"|Zumu de toronja||style="background: F72564; color:Black"|Fucsia||style="background: F72564; color:Black"|Aceda
Alcohol	Verde azuláu	Base
style="background: EDED23; color:Black"|Llimpiador de fornu||style="background: EDED23; color:Black"|Mariellu||style="background: EDED23; color:Black"|Base
style="background: F61357; color:Black"|Zumu de llimón||style="background: F61357; color:Black"|Fucsia||style="background: F61357; color:Black"|Aceda
style="background: 9E58BE; color:Black"|Agua||style="background: 9E58BE; color:Black"|Violeta||style="background: 9E58BE; color:Black"|Neutra

El pH nes piscines

La calidá de l'agua nuna piscina depende direutamente del pH, si nun se-y da caltenimientu puede provocar enfermedaes.

El pH rellaciónase enforma cola calidá de l'agua nes piscines. Esto ye asina porque'l cloru solo fai efeutu si'l pH de l'agua de la piscina ta ente 6.5 y 8. Si'l pH de l'agua ye cimera a 8 o inferior a 6.5, por más cloru que s'añedir esti nun va actuar. Por ello ye importante xixilar que'l pH tea siempres ente 6.5 y 8. Esta previsión ye clave p'asegurar que la piscina permaneza en bon estáu. Un pH d'agua demasiao eleváu (cimeru a 8) produz agua turbio, incrustaciones ya irritación de güeyos, oreyes, ñariz y gargüelu.

Ver tamién

• Acidosis
• Alcalosis
• Indicadores de pH
• Equilibriu químicu
• pCO₂
• pKa
• pOH

Enllaces esternos

• Calculadora de pH de disoluciones de 250 ácidos y bases, los sos sales y amiestos, n'inglés o portugués.
• pH p'adultos. (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
• Calculadora de pH en llinia (inglés).

• Datos: Q40936
• Multimedia: ㏗