Cómo calcular el porcentaje de ionización dado el pH

Escrito por Mike Gamble ; última actualización: February 01, 2018
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La diferencia entre un ácido fuerte y un ácido débil es que el fuerte se ioniza completamente en solución, mientras que el débil sólo lo hace parcialmente. La escala de pH se corresponde directamente con la cantidad de hidrógeno ionizado en una solución. Para los ácidos débiles, el pH depende de la concentración de la solución. Si conoces el pH y el tipo de ácido, se puede derivar la concentración inicial y el porcentaje de ionización. Este tipo de cálculo es fundamental para aprender a trabajar con ácidos y bases.

Calcula la concentración de iones de hidrógeno con la fórmula [H +] = 1/(10^pH), donde [H+] es la concentración de iones de hidrógeno. Esta fórmula se deriva de la definición de pH: pH =-log [H+]. Por ejemplo, si el pH de una solución de ácido benzoico es 2,51, [H+] = 1/(10^2,51) = 3,09 x 10^-3 moles/litro.

Busca la constante de disociación del ácido (Ka) en una tabla de ácidos débiles (ver Recursos). A partir de la tabla, la constante de disociación del ácido benzoico es Ka = 6,46 x 10^-5.

Calcula la concentración inicial del ácido. Por definición, la constante de disociación es Ka = [H+] [A-]/[HA], donde [HA] es la concentración inicial, y [A-] es la concentración de aniones del ácido, que son los iones cargados negativamente. En el equilibrio, [HA] se reducirá en una cantidad equivalente a [H+] y [H+] es también igual a [A-]. Por lo tanto, puedes volver a escribir la expresión como Ka = [H+] ²/([HA] - [H+]). Resuelve [HA] para derivar la fórmula [HA] = [H+]²/Ka + [H+]. Por ejemplo: [HA] = (3,09 x 10^-3)²/(6,46 x 10^-5) + (3,09 x 10^-3) = 0,151 moles/litro.

Encuentra el porcentaje de ionización con la fórmula I = 100_[H+]/[HA]. Por ejemplo, I = 100_(3,09 x 10^-3)/0,151 = 2,05 por ciento.

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