Cómo determinar el pH de un pKa

Escrito por robert schrader | Traducido por valeria garcia
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Cómo determinar el pH de un pKa
Resuelve una ecuación para encontrar el pH. (Creatas Images/Creatas/Getty Images)

Al estudiar química, un tema que seguramente se te presentará sobre el curso es la química de base ácida. Aunque el detalle en el que podrás profundizar en esta área probablemente depende de tu disciplina académica elegida, seguramente estudiarás el concepto de pH, un valor que mide la acidez o alcalinidad de un líquido. Cuando se trata con ácidos, otro valor importante es el pKa, el cual representa que tan facilmente el ácido se disocia en la solución. Si sabes de un ácido de concentración y valor pKa, puede calcular su pH.

Nivel de dificultad:
Moderadamente fácil

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Instrucciones

  1. 1

    Escribe la ecuación para Ka: Ka = [H +] [A-] / [HA]. En esta ecuación, Ka es el logaritmo negativo, inverso de pKa, en otras palabras, pKa =-log(Ka)--[H +] es la concentración de iones de hidrógeno en la solución, [A-] es la concentración de base conjugada y [HA] es la concentración del ácido. Por ejemplo, supongamos que estás tratando con un ácido con una concentración de 0,02 M.

  2. 2

    Ten en cuenta que tanto la [H +] y [A-] los valores de un ácido en solución será cero en el momento de la disociación y "x" una vez que ésta se complete, y que el [HA] disminuirá por "x" sobre este mismo marco de tiempo. Reescribe la ecuación algebraicamente: Ka = (/(0,02-x) (x) x) = x ^ 2 /(0,02-x). Además puedes modificarla para formar una ecuación cuadrática: (Ka)(0,02-x) = [x ^ 2 /(0,02-x)] (0,02 - x), o 0,02KA - Kax = x ^ 2. Simplifica aún más la expresión agrupando todo a un lado, como sigue: 0,02Ka - Kax - 0,02Ka + Kax = x ^ 2 - 0,02Ka + Kax. Por lo tanto, x ^ 2 - 0,02Ka + Kax = 0.

  3. 3

    Resuelve esta ecuación para "x" (en otras palabras, [H +]), teniendo en cuenta que la solución genérica para cualquier ecuación cuadrática ax ^ 2 + bx + c = 0 es x = [-b + sqrt (b ^ 2 - 4ac)] / 2a. Para la ecuación del ejemplo, entonces, esto sería x = [-Ka + sqrt(Ka^2+0,08Ka)] / 2. Convierte tu "pKa", en otras palabras, el logaritmo negativo de Ka, en Ka tecleandolo en tu calculadora científica, presionando la tecla negativa y después la tecla de "10 ^ x". Si, por ejemplo, tu valor de pKa es 5,4, tu Ka sería 10 ^-5,4 ó 0,00000398. Coloca este valor en tu ecuación para resolver, lo cual podría ser como sigue: x = [-0,00000398 + sqrt(0,00000398^2+0,080,00000398)] / 2 = [-0,00000398 + sqrt(0,0000000000158+0,0000003184)] / 2 = [-0,00000398 + sqrt(0,0000003184158)] / 2 = [-0,00000398 + 0,000564] / 2 = 0,000560/2 = 0,000280.

  4. 4

    Toma el logaritmo de la "x", otra vez, tu valor [H +] y hazlo negativo para calcular el pH. Para el ácido de ejemplo con uan concentración de 0,02 M y el valor de 5,4 esto sería log[0,000280] = 3,55, hecho negativo para proporcionar un pH de 3,55.

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