Un ácido HA con C = 0,1 mol/L y Ka = 1e-5 tiene pH aproximado de 3,00217 en el modelo ideal a 25 °C. Solo alrededor del 0,995012 % aparece como A⁻. Se resuelven los balances con la contribución del agua, también en disoluciones muy diluidas.

1. Define el ácido y su concentración

HA es neutro y cede un solo protón: HA + H₂O ⇌ H₃O⁺ + A⁻. Introduce C como cantidad analítica de HA por litro final antes de que se establezca el equilibrio. No añadas sal A⁻ ni otro ácido en este modelo. Ka se toma para 25 °C; pKa = −log₁₀(Ka). El ejemplo es genérico, con una constante elegida para practicar.

2. Resuelve el ejemplo

Con C = 0,1 mol/L y Ka = 1e-5 se obtiene [H₃O⁺] ≈ 0,000995012505 mol/L y pH ≈ 3,00217146. Las especies son [A⁻] ≈ 0,000995012495 y [HA] ≈ 0,0990049875 mol/L. La fracción de ácido ionizada es [A⁻]/C, que da aproximadamente 0,995012495 %. La pequeña diferencia entre H₃O⁺ y A⁻ corresponde a OH⁻ procedente del agua.

Ka = [H₃O⁺][A⁻]/[HA]; C = [HA] + [A⁻]

La concentración analítica se reparte entre HA y A⁻

Cuatro datos del ejemplo de HA: concentración analítica cero coma uno mol por litro, Ka diez elevado a menos cinco, pH aproximado tres coma cero cero dos uno siete y fracción como A⁻ de cero coma nueve nueve cinco cero uno dos por ciento. HA más agua se equilibra con H₃O⁺ y A⁻.
C = 0,1 mol/L, Ka = 1e-5 → pH ≈ 3,00217; ionización ≈ 0,995012 %.

Ejemplo de un ácido genérico, sin identificar una sustancia real ni dibujar partículas a escala.

Comprueba la idea: ¿Puede calcularse siempre [H₃O⁺] como √(Ka × C)?

Ver la explicación

Es una aproximación. Falla si la disociación no es pequeña o si la contribución del agua es relevante; aquí se resuelven los balances completos del modelo.

3. Cambia la fuerza del ácido

La práctica mantiene C = 0,1 mol/L y mueve pKa entre 2 y 12. Al aumentar pKa disminuye Ka y el ácido cede menos protones. El pH aumenta. La curva usa pKa como eje horizontal y pH 0–14 como eje vertical. En pKa 5 reproduce el ejemplo; no representa una dilución ni un cambio de temperatura.

Práctica interactiva

Cambia pKa y conserva la concentración

HA genérico con C = 0,1 mol/L. Ejes: pKa 2–12 y pH 0–14.

pKa 5 y C = 0,1 mol/L → pH ≈ 3,00217.

Cuatro datos del ejemplo de HA: concentración analítica cero coma uno mol por litro, Ka diez elevado a menos cinco, pH aproximado tres coma cero cero dos uno siete y fracción como A⁻ de cero coma nueve nueve cinco cero uno dos por ciento. HA más agua se equilibra con H₃O⁺ y A⁻.

4. Comprueba masa, carga y equilibrio

Se usan C = [HA] + [A⁻], [H₃O⁺] = [OH⁻] + [A⁻], Kw = [H₃O⁺][OH⁻] y Ka = [H₃O⁺][A⁻]/[HA]. Para h = [H₃O⁺], [A⁻] = CKa/(Ka+h) y [OH⁻] = Kw/h. Resolver h − Kw/h − CKa/(Ka+h) = 0 proporciona una raíz positiva. No se presupone que la ionización sea pequeña.

5. Interpreta cero y disoluciones diluidas

C = 0 corresponde al agua del modelo: pH 7 y cero HA/A⁻. Su porcentaje de ionización no está definido porque dividiría entre cero. Cuando C es muy pequeña, el pH se aproxima a 7 desde el lado ácido; no se calcula un pH básico por ignorar el agua. El redondeo puede presentar 7 aunque la concentración sea positiva.

6. Revisa el alcance

El modelo usa concentraciones y una sola disociación de HA neutro; no analiza fórmulas, actividades, sales añadidas ni ácidos polipróticos. Ka admite 1e-14 a 1 y C hasta 1 mol/L como rango numérico, sin asegurar idealidad. Para una mezcla de HA y su sal monovalente utiliza la herramienta de reguladores. La práctica fija concentración y temperatura.

Ponlo en práctica

Prueba pH de un ácido débil

Abrir calculadora