PH - Potencial Hidrogeno
En 1909 el químico danés Sørensen definió el potencial hidrógeno (pH) como el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Desde entonces, el término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso, evitando así el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar utilizando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que : pH = –log[10–7] = 7
| Algunos valores comunes del pH | |
| Sustancia/Disolución | pH |
| Disolución de HCl 1 M | 0,0 |
| Jugo gástrico | 1,5 |
| Zumo de limón | 2,4 |
| Refresco de cola | 2,5 |
| Vinagre | 2,9 |
| Zumo de naranja o manzana | 3,0 |
| Cerveza | 4,5 |
| Café | 5,0 |
| Té | 5,5 |
| Lluvia ácida | < 5,6 |
| Saliva (pacientes con cáncer) | 4,5 a 5,7 |
| Orina | 5,5-6,5 |
| Leche | 6,5 |
| Agua pura | 7,0 |
| Saliva humana | 6,5 a 7,4 |
| Sangre | 7,35 a 7,45 |
| Agua de mar | 8,0 |
| Jabón de manos | 9,0 a 10,0 |
| Amoníaco | 11,5 |
| Hipoclorito de sodio | 12,5 |
| Hidróxido sódico | 13,5 |
El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7, y básicas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (siendo el disolvente 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 H+, tenemos que:
Kw = [H+][OH–]=10–14
en donde [H+] es la concentración de iones de hidrógeno, [OH-] la de iones hidróxido, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua.
Por lo tanto,
log Kw = log [H+] + log [OH–]
–14 = log [H+] + log [OH–]
14 = –log [H+] – 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.
Medida del pH
| La Hortensia (Hydrangea) posee flores rosas o azules dependiendo del pH del suelo. En suelos ácidos las flores son azules, mientras que en suelos alcalinos son rosas |
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un pHmetro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno.
También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH, como la Fenolftaleína. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores.
- A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH pueden ser menores que 1 y mayores que 14.
- Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico.
- El pH de disoluciones concentradas de ácidos sí puede ser negativo. Por ejemplo, el pH de una disolución 2,0M de HCl es –0,30.
