Qué hace esta calculadora
Cuando mezclas un ácido fuerte monoprótico (como el HCl) con una base fuerte monobásica (como el NaOH), ambos se neutralizan mol a mol. Esta herramienta calcula el pH de la disolución resultante determinando cuál de los dos reactivos queda en exceso y qué cantidad permanece tras la neutralización. Parte de varias suposiciones: disociación completa, especies monopróticas o monobásicas, ausencia de corrección por temperatura y volúmenes aditivos.
Cómo usarla
Introduce la concentración del ácido (Ca) y su volumen (Va), y después la concentración de la base (Cb) y su volumen (Vb). La calculadora obtiene los moles de cada uno, resta el menor del mayor para hallar el exceso, lo divide entre el volumen total combinado para obtener la concentración del ion sobrante y, finalmente, lo convierte en pH.
La fórmula explicada
Moles de ácido = \(\text{Ca} \times \text{Va}\); moles de base = \(\text{Cb} \times \text{Vb}\). Los moles en exceso = \(|\text{Ca}\cdot\text{Va} - \text{Cb}\cdot\text{Vb}|\). Al dividir ese exceso entre el volumen total (\(\text{Va} + \text{Vb}\)) se obtiene la molaridad del ion sobrante. Si el ácido está en exceso, esa cantidad es \([\text{H}^+]\) y el pH:
$$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(\frac{|n_a - n_b|}{V_a + V_b}\right) \quad \text{con}\quad \left\{ \begin{aligned} n_a &= \text{Ca} \cdot \text{Va} \\ n_b &= \text{Cb} \cdot \text{Vb} \\ V_a + V_b &= \text{Va} + \text{Vb} \end{aligned} \right.$$Si la base está en exceso, corresponde a \([\text{OH}^-]\), de modo que \(\text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]\) y \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\):
$$\text{pH} = 14 + \log_{10}\!\left(\frac{|n_a - n_b|}{V_a + V_b}\right)$$Si las cantidades son exactamente iguales, la mezcla es neutra (\(\text{pH}\) 7 a 25 °C):
$$\text{pH} = 7 \quad \text{cuando}\quad \text{Ca}\cdot\text{Va} = \text{Cb}\cdot\text{Vb}$$
Ejemplo resuelto
Mezclamos 0,05 L de HCl 0,1 mol/L con 0,05 L de NaOH 0,05 mol/L. Moles de ácido = \(0{,}005\); moles de base = \(0{,}0025\). Exceso = \(0{,}0025\) mol de H+. Volumen total = 0,1 L, por lo que \([\text{H}^+] = 0{,}025\) mol/L. El pH:
$$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}025) = 1{,}602$$La disolución es ácida.
Preguntas frecuentes
¿Sirve para ácidos o bases débiles? No. Los ácidos y las bases débiles solo se disocian parcialmente y requieren su Ka/Kb y un cálculo de tipo amortiguador (buffer). Esta herramienta está pensada únicamente para ácidos y bases fuertes.
¿Qué ocurre si el ácido y la base se neutralizan por completo? El resultado es pH 7, porque a 25 °C solo quedan agua y una sal neutra.
¿Por qué se divide entre el volumen total? Al mezclar dos disoluciones todo se diluye, así que los iones sobrantes se reparten en el volumen combinado (\(\text{Va} + \text{Vb}\)).
