EQUILIBRIO IONICO DEL AGUA, PH Y POH

EQUILIBRIO IONICO DEL AGUA:

Aunque se dice que el agua pura es una sustancia no conductora de la electricidad, en realidad tiene una conductividad muy pequeña, que puede medirse con aparatos muy sensibles. Esta conductividad indica que en agua pura deben existir iones, pero en concentraciones muy pequeñas. Esto significa que el agua debe estar disociada en la forma que se ve en la imagen, proceso conocido como autoionización del agua:

Teniendo en cuenta que la concentración del agua es prácticamente constante (1000 gramos de agua por litro y 18 gramos por mol son 55,5 mol/litro), puede incluirse en la constante de equilibrio, que se expresa entonces en la forma:

Kw = [H₃O⁺] [OH^-] = 10^-14 a 25 ºC

Esta constante, Kw, se llama producto iónico del agua. Vas a suponer que siempre trabajas con agua y con disoluciones a 25 ºC.

Para que te has una idea, se ionizan solamente 2 de entre 555 millones de moléculas de agua. En consecuencia, la reacción contraria (neutralización) entre los iones OH^- y H₃O⁺ para formar agua se realizará de forma prácticamente total.

Fíjate en que en agua pura las dos concentraciones iónicas deben ser iguales, al formarse igual cantidad de H₃O⁺ que de OH^-, siendo cada una de 10^-7, ya que su producto es de 10^-14.

PH Y POH

El pH 

El ph es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio[H₃O⁺] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso;potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químicodanés Sørensen, quien lo definió como el logaritmonegativo de base 10 de la actividad de los ioneshidrógeno. Esto es:

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.

Por ejemplo, una concentración de [H₃O⁺] = 1 × 10^–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10^–7] = 7
El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, por que hay más protones en la disolución) , y básicaslas que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (donde el disolvente es agua).
Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH⁻.
Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH^– y H₃O⁺, tenemos que:

K_w = [H₃O⁺]·[OH^–]=10^–14 en donde [H₃O⁺] es la concentración de iones hidronio, [OH⁻] la de iones hidroxilo, y K_w es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10⁻¹⁴.

Por lo tanto,

log K_w = log [H₃O⁺] + log [OH^–]

–14 = log [H₃O⁺] + log [OH^–]

14 = –log [H₃O⁺] – log [OH^–]

pH + pOH = 14

Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.
En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.

El pOH

El pOH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido. Esto es, la concentración de iones OH^-:

pOH = − log₁₀.[OH ⁻ ]

En soluciones acuosas, los iones OH^- provienen de la disociación del agua:

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

o también,

2H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-

Por ejemplo, una concentración de [OH^-] = 1×10^{-7 M(0,0000001 M) es simplemente un pOH de 7 ya que : pOH = -log[10-7}] = 7
Al igual que el pH, típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pOH mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7.
Por lo tanto,

pH + pOH = 14