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

$2\,\mathrm{H_2O(l)} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^+(ac)} + \mathrm{OH^-(ac)} \qquad K_w = [\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 1 \cdot 10^{-14}$

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:

$[\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}} = 10^{-5{,}5} = 3{,}16 \cdot 10^{-6}\ \mathrm{mol/L}$

$[\mathrm{OH^-}] = \frac{K_w}{[\mathrm{H_3O^+}]} = \frac{1 \cdot 10^{-14}}{3{,}16 \cdot 10^{-6}}$

$[\mathrm{OH^-}] = 3{,}16 \cdot 10^{-9}\ \mathrm{mol/L}$

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.