Ejercicio - Concepto de pH y pOH

Ejercicio de Reacciones ácido-base

\( \textbf{Ejercicio.} \) Razonar la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) A igual molaridad, cuanto más débil es un ácido, menor es el pH de su disolución.

b) A un ácido fuerte le corresponde una base conjugada débil.

c) Cuando se añade agua a una disolución de base fuerte, disminuye el pH.

Solución de los Apartados

a) A igual molaridad, cuanto más débil es un ácido, menor es el pH de su disolución.

Solución: \( \textbf{Falsa.} \) Cuanto más débil es un ácido, menos se disocia en agua. Si la concentración inicial del ácido es la misma, entonces un ácido débil liberará menos protones \( (\text{H}^+) \) en disolución que un ácido fuerte. Como el pH está relacionado con la concentración de protones: \[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \] una menor concentración de \( \text{H}^+ \) implica un valor de pH más alto, es decir, menos ácido. \( \textbf{Conclusión:} \) A igual concentración, un ácido más débil tiene un pH \( \textbf{más alto} \), no más bajo.

b) A un ácido fuerte le corresponde una base conjugada débil.

Solución: \( \textbf{Cierta.} \) Un ácido fuerte se disocia completamente en agua, liberando todos sus protones \( (\text{H}^+) \). La base conjugada es la especie que queda tras ceder ese protón. Dado que el ácido original ya ha cedido el protón con mucha facilidad, su base conjugada tiene muy poca tendencia a recuperarlo. Por tanto, la base conjugada de un ácido fuerte es muy débil: \[ \text{Ácido fuerte} \longrightarrow \text{Base conjugada muy débil} \] Por ejemplo, el ácido clorhídrico \( \text{HCl} \) es un ácido fuerte, y su base conjugada \( \text{Cl}^- \) no actúa como base en agua. \( \textbf{Conclusión:} \) Cuanto más fuerte es un ácido, más débil es su base conjugada.

c) Cuando se añade agua a una disolución de base fuerte, disminuye el pH.

Solución: \( \textbf{Cierta.} \) Al añadir agua a una disolución de base fuerte, como por ejemplo \( \text{NaOH} \), lo que ocurre es una dilución de la base. Esto provoca una disminución en la concentración de iones hidroxilo \( (\text{OH}^-) \). Como el pH está relacionado con la concentración de \( \text{OH}^- \) a través de la relación: \[ \text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \quad \text{y} \quad \text{pH} = 14 - \text{pOH} \] una menor concentración de \( \text{OH}^- \) aumenta el valor de \( \text{pOH} \), y por tanto, el pH disminuye (se acerca a 7). \( \textbf{Conclusión:} \) La dilución de una base fuerte reduce la concentración de \( \text{OH}^- \), lo que provoca una disminución del pH.