Calcular el pH (y el pOH, [H₃O⁺] y [OH⁻])

Escribe uno de los cuatro datos (pH, pOH, [H₃O⁺] u [OH⁻]) y se calculan los otros tres, a 25 °C. Para un ácido fuerte como el HCl, [H₃O⁺] es su concentración.

En resumen

El pH se calcula con pH = −log [H₃O⁺]. Si la concentración de iones hidronio es 0,001 M, el pH es 3. Un ácido fuerte como el HCl 0,005 M tiene pH = −log 0,005 ≈ 2,30. Por debajo de 7 es ácido, 7 es neutro y por encima de 7, básico.

Cómo calcular el pH

pH = −log [H₃O⁺]

El pH es menos el logaritmo decimal de la concentración de iones hidronio (H₃O⁺, a veces escrito H⁺) en mol/L. Si [H₃O⁺] = 0,001 = 10⁻³ M, el pH es 3. Cada unidad de pH es un factor 10: un pH 3 es diez veces más ácido que un pH 4.

  • pH: número sin unidades, normalmente entre 0 y 14.
  • [H₃O⁺]: concentración de iones hidronio, en mol/L. Los corchetes significan «concentración de».
  • log: logaritmo decimal (la tecla «log» de la calculadora).
  • [OH⁻] y pOH: lo mismo con los iones hidróxido.

pOH y la relación pH + pOH = 14

pOH = −log [OH⁻] pH + pOH = 14 (a 25 °C)

Viene del producto iónico del agua: [H₃O⁺] · [OH⁻] = Kw = 10⁻¹⁴. Si conoces una concentración, conoces la otra.

Ácidos y bases fuertes

Los ácidos fuertes (HCl, HNO₃…) se disocian por completo: la [H₃O⁺] es la concentración del ácido. Un HCl 0,01 M tiene pH 2. En el H₂SO₄ cada molécula suelta dos H⁺, así que se multiplica por 2. Con las bases fuertes (NaOH, KOH) pasa lo mismo con [OH⁻]: un NaOH 0,01 M tiene pOH 2 y pH 12.

Ejemplos resueltos

pH de un HCl 0,01 M

pH = −log 0,01 = 2.

Probar este ejemplo

pH de un HCl 0,005 M

pH = −log 0,005 ≈ 2,30.

Probar este ejemplo

pH de un NaOH 0,01 M

pOH = −log 0,01 = 2, así que pH = 14 − 2 = 12.

Probar este ejemplo

[H₃O⁺] de una disolución de pH 4,5

[H₃O⁺] = 10^(−4,5) ≈ 3,16 · 10⁻⁵ mol/L.

Probar este ejemplo

Ácidos débiles

Un ácido débil (acético, fórmico…) solo se disocia en parte. Para una concentración c y una constante Ka, si la disociación es pequeña, [H₃O⁺] ≈ √(Ka · c). Con ese valor, esta calculadora te da el pH.

La escala de pH

Por debajo de 7 la disolución es ácida (limón ≈ 2, vinagre ≈ 3); en 7, neutra (agua pura); y por encima, básica o alcalina (jabón ≈ 10, lejía ≈ 12,5).

Un poco de historia

El químico danés Søren Sørensen inventó la escala de pH en 1909 en el laboratorio de la cervecera Carlsberg, en Copenhague, donde estudiaba cómo influye la acidez en las enzimas. Todavía se discute qué significa exactamente la «p»: potencia, potencial o, simplemente, una letra que eligió para la función.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula del pH?

pH = −log [H₃O⁺], con la concentración en mol/L. Además, pOH = −log [OH⁻] y, a 25 °C, pH + pOH = 14. Una disolución con [H₃O⁺] = 0,001 M tiene pH = −log 0,001 = 3.

¿Cómo se calcula el pH con la concentración?

Con pH = −log [H₃O⁺]. En la calculadora de móvil: escribe la concentración, pulsa log y cambia el signo. Para 2,5 · 10⁻⁴ M, pH = 3,6.

¿Cómo se calcula la concentración a partir del pH?

Elevando 10 a menos el pH: [H₃O⁺] = 10^(−pH). Con pH 5, [H₃O⁺] = 10⁻⁵ = 0,00001 mol/L.

¿Qué pH tiene el agua?

El agua pura tiene pH 7 a 25 °C. El agua del grifo suele estar entre 6,5 y 8,5 por las sales que lleva disueltas.

¿Puede haber un pH negativo?

Sí, con ácidos muy concentrados: un HCl 2 M daría pH = −0,3. En la práctica la escala útil va de 0 a 14.

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