Qué hace esta calculadora
La calculadora de pH de una base débil estima el pH, el pOH y la concentración de iones hidróxido de una disolución de base débil cuando conoces su constante de disociación básica (Kb) y su concentración molar inicial (C). Bases débiles como el amoníaco, la metilamina o la piridina solo se ionizan parcialmente en agua, así que hace falta una sencilla expresión de equilibrio para averiguar cuán básica es realmente la disolución.
Cómo se usa
Introduce el valor de Kb de la base (por ejemplo, \(1{,}8\times10^{-5}\) para el amoníaco) y la concentración inicial en moles por litro. La calculadora te devuelve la concentración de hidróxido [OH⁻], el pOH y el pH final. Todos los resultados suponen una temperatura de 25 °C, donde la constante del agua cumple que \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\).
La fórmula explicada
Para una base débil B que reacciona como \(\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-\), la constante de equilibrio es \(\text{Kb} = \dfrac{[\text{BH}^+][\text{OH}^-]}{[\text{B}]}\). Cuando la ionización es pequeña, \([\text{BH}^+] \approx [\text{OH}^-] = x\) y \([\text{B}] \approx C\), de modo que \(\text{Kb} \approx x^2/C\). Al despejar \(x\) se obtiene la aproximación de la raíz cuadrada $$[\text{OH}^-] = \sqrt{\text{Kb}\cdot C}$$ A continuación, $$\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \qquad \text{y} \qquad \text{pH} = 14 - \text{pOH}$$
Ejemplo resuelto
Para amoníaco 0,1 M con \(\text{Kb} = 1{,}8\times10^{-5}\): $$[\text{OH}^-] = \sqrt{1{,}8\times10^{-5} \times 0{,}1} = \sqrt{1{,}8\times10^{-6}} \approx 1{,}342\times10^{-3}\ \text{mol/L}$$ $$\text{pOH} = -\log(1{,}342\times10^{-3}) \approx 2{,}87$$ por lo que \(\text{pH} = 14 - 2{,}87 \approx 11{,}13\): una disolución moderadamente básica.
Preguntas frecuentes
¿Cuándo es válida la aproximación? Es fiable cuando la base es débil y la concentración no es demasiado baja, de manera que \(x\) sea mucho menor que \(C\) (por lo general, menos de un 5 %).
¿Puedo usar la Ka en lugar de la Kb? Conviértela con \(\text{Kb} = \text{Kw} / \text{Ka} = 1{,}0\times10^{-14} / \text{Ka}\) y luego introduce esa Kb aquí.
¿Por qué el pH es mayor que 7? Las bases liberan un exceso de iones hidróxido, lo que reduce el pOH y eleva el pH por encima del valor neutro de 7.
