HISTORIA ACERCA DEL pH
Este Proyecto es para medir el pH en los cosméticos pero antes de esto veremos que significa el pH, y sus niveles ácidos y básicos dentro de los productos.
En química, el pH es una medida de la actividad del ion hidrógeno. p, que mide la concentración de iones de hidrógeno, está estrechamente relacionada con, y a menudo se escribe como, pH. El agua pura tiene un pH muy cerca de 7 a 25 º C. Las soluciones con un pH inferior a 7 se dice que son ácidos y soluciones con un pH mayor que 7 son básicas o alcalinas. La escala de pH es trazable a un conjunto de soluciones estándar cuyo pH es establecido por acuerdo internacional. Los valores estándar de pH primarios se determinaron utilizando una célula de concentración con la transferencia, mediante la medición de la diferencia de potencial entre un electrodo de hidrógeno y un electrodo estándar tal como el electrodo de cloruro de plata. La medición de pH para las soluciones acuosas se puede hacer con un electrodo de vidrio y un medidor de pH, o el uso de indicadores.
medición del pH es importante en la medicina, la biología, la química, la agricultura, la silvicultura, la ciencia de los alimentos, las ciencias ambientales, la oceanografía, la ingeniería civil, la ingeniería química, la nutrición, el tratamiento y purificación de agua agua, y muchas otras aplicaciones.
El concepto de p fue introducido por primera vez por el químico danés Søren Peder Lauritz Srensen en el Laboratorio Carlsberg en 1909 y revisado en el pH moderna en 1924 para dar cabida a las definiciones y medidas en términos de celdas electroquímicas. En los primeros trabajos, la notación tenía la "H" como subíndice a la "p" minúscula, por ejemplo: pH.
El significado exacto de la "p" de "pH" se disputa, pero de acuerdo a la Fundación Carlsberg pH significa "poder del hidrógeno". También se ha sugerido que la "p" representa el Potenz alemán, otros se refieren a puissance francés; otros se refieren a "potencial". Otras propuestas han surgido en los últimos años que la "p" se refiere a los términos latinos pondus hydrogenii, potentia hydrogenii o potencial de hidrógeno. También se sugiere que Srensen utiliza las letras "p" y "q" simplemente para etiquetar la solución de ensayo y la solución de referencia.
El uso actual en la química es que p significa "cologaritmo decimal de", como también en el pK plazo, utilizado para las constantes de disociación de ácido.
Los ácidos débiles y bases
Un ácido débil o el ácido conjugado de una base débil se pueden tratar usando el mismo formalismo.
Ácido: HA H A-Base: HA H A
En primer lugar, una constante de disociación de ácido se define como sigue. Las cargas eléctricas se han omitido de las ecuaciones subsiguientes por el bien de la generalidad
y se supone que su valor ha sido determinado por la experiencia. Siendo esto así, hay tres concentraciones desconocidas, y] para determinar por cálculo. Se necesitan dos ecuaciones adicionales. Una forma de darles es aplicar la ley de la conservación de la masa en términos si los dos "reactivos" H y A.
CA = CH =
C significa concentración analítica. En algunos textos una ecuación de balance de masa se sustituye por una ecuación de balance de carga. Esto es satisfactorio para los casos simples como esta, pero es más difícil de aplicar a casos más complicados como los de abajo. Junto con el Ka definir la ecuación, en la actualidad hay tres ecuaciones con tres incógnitas. Cuando se disuelve un ácido en agua CA = CH = Ca, la concentración del ácido, por lo =. Después de algunos manipulación algebraica se puede obtener una ecuación en la concentración de iones de hidrógeno.
2 Ka - Ka Ca = 0
La solución de esta ecuación cuadrática, se obtiene la concentración de iones de hidrógeno y por lo tanto p o, de manera más flexible, de pH. Este procedimiento se ilustra en una tabla de hielo, que también se puede utilizar para calcular el pH cuando algo de ácido o álcali adicional se ha añadido al sistema, es decir, cuando CA? CH.
Por ejemplo, ¿cuál es el pH de una solución 0,01 M de ácido benzoico, pKa = 4,19?
Paso 1: Ka = 10-4,19 = 6,4610-5
Paso 2: Configure la ecuación de segundo grado. H] 2 6,4610-5 - 6,4610-7 = 0
Paso 3: Resolver la ecuación cuadrática. = 7,7410 a 4; pH = 3,11
Para las soluciones alcalinas de un término adicional se añade a la ecuación de balance de masas para el hidrógeno. Puesto que la adición de hidróxido reduce la concentración de iones de hidrógeno, y la concentración de iones hidróxido se ve limitada por el equilibrio de auto-ionización a ser igual a Kw /
CH = +Kw /
En este caso, la ecuación resultante es en una ecuación cúbica.
Método general
Algunos sistemas, tales como con ácidos polipróticos, son susceptibles de hojas de cálculo. Con tres o más reactivos o cuando muchos complejos se forman con fórmulas generales tales como ApBqHr el siguiente método general se puede utilizar para calcular el pH de una solución. Por ejemplo, con tres reactivos, cada uno se caracteriza por el equilibrio y la constante de equilibrio,.
= PqrpqR
A continuación, escribir las ecuaciones de balance de masa para cada reactivo
CA = Sp pqrpqr CB = Sq pqrpqr CH = Sr pqrpqr - Kw-1
Tenga en cuenta que no hay aproximaciones implicadas en estas ecuaciones, excepto que cada constante de estabilidad se define como un cociente de concentraciones, no actividades. Mucho más expresiones complicadas son necesarios si las actividades se van a utilizar.
Hay 3 ecuaciones simultáneas no lineales en las tres incógnitas,, y. Debido a que las ecuaciones son no lineales, y porque las concentraciones pueden variar entre miles de potencias de 10, la solución de estas ecuaciones no es sencillo. Sin embargo, muchos programas de ordenador están disponibles que se puede utilizar para llevar a cabo estos cálculos; para más detalles véase equilibrio químico # Los programas de ordenador. Puede haber más de tres reactivos. El cálculo de las concentraciones de iones de hidrógeno, el uso de este formalismo, es un elemento clave en la determinación de constantes de equilibrio mediante valoración potenciométrica.
