Ejercicio resuelto de Propiedades y escala del pH (Kw) · Química

Indique el equilibrio de ionización del agua. Calcule la concentración de iones hidróxido presentes en una disolución que tiene un pH de 5,5. [0,50 puntos]

Datos: Producto de ionización del agua: $K_w=1\cdot {10}^{-14}$.

El agua es un electrolito muy débil y se ioniza en una proporción minúscula, según el equilibrio

$2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})\rightleftharpoons {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{c})+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{c})K_w=[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}][\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=1\cdot {10}^{-14}$

Ese producto iónico se cumple en cualquier disolución acuosa, sea ácida o básica, y es lo que permite pasar de una concentración a la otra. Del pH se obtiene primero la de protones:

$[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]={10}^{-\mathrm{p}\mathrm{H}}={10}^{-\mathrm{5,5}}=\mathrm{3,16}\cdot {10}^{-6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{/}\mathrm{L}$

$[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=\frac{K_w}{[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]}=\frac{1\cdot {10}^{-14}}{\mathrm{3,16}\cdot {10}^{-6}}$

$[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=\mathrm{3,16}\cdot {10}^{-9}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{/}\mathrm{L}$

Equivale a un pOH de 8,5, coherente con que pH y pOH deban sumar 14. La disolución es ácida, como corresponde a un pH menor que 7.