Preguntas complicadas de la PSU: Cálculo de pH

Si vas a rendir la prueba electiva de ciencias, es importante que sepas cómo calcular el pH. Para ello, debes conocer la estequiometria o proporción de las sustancias que participan en la reacción de disociación del ácido diprótico.

Las preguntas correspondientes a este tema, se relacionan a las reacciones de ácidos-base, los cuales se caracterizan por procesos en los que se intercambian protones, siendo reacciones que tienen una participación determinante en procesos que ocurren en sistemas químicos y biológicos.

Para resolver esta pregunta, será necesario conocer el concepto de pH y la concentración de iones (H+), lo cual es cantidades muy pequeñas expresadas como potencias negativas de diez, o sea: pH = -log [H+].

Veamos un ejemplo:

Pregunta: El ácido sulfúrico, H₂SO₄ es un ácido fuerte. Luego, el pH de una solución de H₂SO₄ 0,01 moles en 1000 ml. es de (Log 2 = 0,3)

Las alternativas de respuesta para esta pregunta son:

A) 1,7

B) 2

C) 2,3

D) 4

E) 12,3

Entonces, veamos qué cálculo se debe realizar para determinar la alternativa correcta:

Debes usar soluciones estequiométricas y aplicar conocimientos específicos de pH en ácidos diprótico. Para ello, el primer paso es conocer y aplicar cálculos de concentración molar.

1) [H+] = n (moles)/V (litros), luego calcular:

[H+] = 0,01mol/1L = 10M

2) H₂SO₄, al ser un ácido fuerte, se disocia totalmente:

H₂SO₄ -> 2H+ + SO₄

Proporción -> 1 2 1

Concentración -> 0,01M 0,02M 0,01M

La ecuación de la disociación muestra que por cada mol del H₂SO₄ que hay a la izquierda, obtenemos 2 mol de H+ y 1 mol SO₄

3) La concentración de [H+] es 0,02 M o 2 x 10 M, por lo que el pH será pH= - log 2 x 10 o - (log 2 x 10)

4) Se aplican las propiedades de logaritmos pertinentes:

log = b log a

log (a x b) = log a + log b, y calculamos el pH

pH = - (log 2 + 2 -2 log 10)

Reemplazamos log2 =0,3 y log 10 = 1

pH = - (0,3 + -2)

pH= -0,3 + 2

pH = 1,7

Así es como podemos concluir que la alternativa correcta es la A)

Este tipo de materias pueden resultar difíciles de comprender porque en general los estudiantes suelen olvidar el identificar la disociación respectiva del ácido que es propuesto. Por ello es que debes proponerte ser capaz de identificar el pH de una solución de ácido diprótico, es decir, ácidos formados por dos protones.

¡Te invitamos a practicar esta pregunta de aplicación y otras preguntas de la PSU de ciencias con los modelos de ensayo oficiales 2014!

Imagen CC Tulane Public Relations