Problema resuelto al detalle
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Agua pura a pH 7 y un pequeño cambio de pH 5 pasos
El agua pura tiene pH 7. Muestra por qué y luego calcula qué significa realmente un cambio "pequeño" de pH.
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El agua se autoioniza, y a 25 °C el producto de las concentraciones de los dos iones es fijo. En agua pura ambas son iguales por simetría, de modo que cada una es la raíz cuadrada de 10⁻¹⁴.
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El pH es menos el logaritmo en base diez de esa concentración. El logaritmo es todo el diseño: las concentraciones aquí abarcan catorce órdenes de magnitud, y una escala lineal sería inutilizable.
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Como el producto es fijo, los dos valores p deben sumar 14. La calculadora de arriba muestra ambos, y la neutralidad significa que son iguales, no "7" como tal. A 50 °C el agua neutra tiene un pH de 6.63, porque Kw depende de la temperatura.
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Ahora lee la escala correctamente. Una caída de tres unidades de pH no es un cambio del 43%; cada unidad es un factor de diez.
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Aplica eso a algo con una tolerancia estrecha. La sangre humana se mantiene entre 7.35 y 7.45.
Respuesta
pH 7.00, pOH 7.00, ambos iones en 1.00 × 10⁻⁷ mol/L. De pH 7 a pH 4 hay un aumento de mil veces en la acidez, por lo que la "lluvia ligeramente ácida" no es poca cosa. Y que la sangre caiga de 7.4 a 7.0 —un cambio que parece del 5%— es un aumento de 2.5 veces en la concentración de iones de hidrógeno y resulta fatal. Toda intuición sobre "cuánto" falla en esta escala a menos que primero deshagas el logaritmo.
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Referencias (1)
- The logarithmic definition and why one unit is a factor of ten: D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 9th ed., ch. 8. W. H. Freeman, 2015. ISBN 978-1-4641-3538-5.