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Acidez de una solución: medidas de pH
La acidez de una solución acuosa depende de la concentración de iones hidrógeno o hidronio. La acidez de las soluciones que participan en una reacción química con frecuencia tiene importancia crítica, especialmente en los procesos biológicos y a nivel industrial, y esta propiedad suele medirse a través del pH.
El pH es una medida utilizada para determinar la acidez o alcalinidad de una solución, esta medida depende de la concentración de iones hidronios (H3O+) presentes en la misma.
Los iones hidronios se forman en solución acuosa por la presencia de protones (H+). Por ejemplo en una solución de ácido clorhídrico en agua, el protón del ácido se hidrata formando el ion hidronio, como se observa en la reacción:
HCl + H2O → Cl- + H3O+
La escala de potencial de hidrógeno (pH) se inventó con la finalidad de medir la acidez de una solución mediante un método sencillo. Los valores de pH se obtienen a partir de la siguiente expresión matemática:
pH = log 1 / [H+] o bien pH = - log [H+]
Siendo [H+] = concentración de iones H+ en moles por litro (mol / L).
Por lo que el pH se define como el logaritmo del recíproco de la concentración molar de iones H+. La escala misma se basa en la concentración de iones H+ en agua a 25 °C. A esta temperatura, el agua tiene una concentración de H+ igual a 1 x 10–7 mol / L y se calcula de modo que se obtiene un pH de 7, y se dice que es neutra; es decir, porque las concentraciones de H+ y OH- son iguales. Las soluciones que contienen más iones H+ que iones OH- tienen valores de pH menores de 7 (ácidas); y las soluciones que contienen menos iones H+ que iones OH- tienen valores de pH mayores de 7 (básicas o alcalinas).
La escala de pH se numera de 0 a 14. La figura muestra el rango de pH:
Escala del pH.
Existen varios métodos para determinar el pH de una solución. Un método simple consiste en colocar unas gotas de un colorante químico (llamado indicador) en la solución a la cual se va a determinar el pH. El indicador cambia a un color específico que depende del pH de la solución.
