Cómo calcular el pH del fosfato de sodio

El cálculo del pH de las soluciones no es un asunto trivial y es un ejercicio que generalmente se reserva para los cursos de química de nivel universitario. Sin embargo, estos cálculos pueden llevarse a cabo con el acceso a los correspondientes constantes de disociación ácida (comúnmente llamados "valores ka"). El "fosfato de sodio" no es un único compuesto, pero se refiere genéricamente a cualquiera de las tres diferentes sales de ácido fosfórico: dihidrógeno fosfato sódico (NaH PO), fosfato ácido de sodio (Na HPO), o fosfato trisódico (Na PO). Las tres sales son compuestos sólidos que son solubles en agua, pero los cálculos de los valores de sus pH difieren ligeramente.

Dihidrógeno fosfato de sodio y fosfato disódico de hidrógeno

Consigue el Ka para el ácido fosfórico a partir de una fuente de referencia. En este caso, el valor de referencia es Ka, que corresponde al equilibrio H PO + H O HPO² + H O. El Ka para el ácido fosfórico es de 6.17 x 10.

Escribe la expresión Ka para el equilibrio en el paso 1. Ten en cuenta que los corchetes representan la concentración de una especie dada en unidades de moles por litro (mol/L). En este caso, Ka= [HPO ²] [H O] / [H PO]. Sin embargo, [HPO ²] = [H O]. De modo que [H O] ² = Ka [H PO].

Calcula la concentración (en mol/L) de NaH PO. En general, [NaH PO] = (gramos NaH PO) / (126,11 gramos/mol) / (litro de solución). Por ejemplo, si 2,00 gramos de NaH PO se disolvió y diluyó a 1,00 litros, entonces [NaH PO] = (2,00 gramos) / (126,11 gramos/mol) / (1,00 litro) = 0,0159 mol/litro.

Sustituye la concentración determinada en el paso 3 en la ecuación del paso 2 para resolver [H O]: [H O] ² = 6,32 x 10 (0,0159 mol/litro) = 1,00 x 10. Tomando la raíz cuadrada de ambos da [H O] = 3,17 x 10? mol/litro.

Calcula el pH de la solución de acuerdo con la ecuación de pH, pH = -log [H O]: pH = -log [H O] = -log (3,17 x 10) pH = 4,50.

Calcula el pH de una solución de Na HPO por el mismo proceso, excepto que utiliza Ka para H PO (Ka = 4,79 x 10 ¹³).

Fosfato trisódico

Consigue la Kb de fosfato de ion a partir de una fuente de referencia. En este caso, el valor de referencia es Ka, que corresponde al equilibrio PO ³ + H O HPO ² + OH. El Ka para el ácido fosfórico es de 4,50 x 10 ¹³ y la Kb de PO ³ es dada por Kb = Kw / Ka = 1,0 x 10 ¹ / 4,5 x 10 ¹³ = 0,0222.

Escribe la expresión de Kb para el equilibrio en el paso 1. En este caso, Kb = [HPO ²] [OH] / [PO ³]. Sin embargo, [HPO ²] = [OH], por lo que [OH] ² = Ka [PO ³].

Calcula la concentración (en moles por litro, mol/L) de la Na PO. En general, [Na PO] = (g Na PO) / (163,94 gramos / mol) / (litro de solución). Así, por 2,00 gramos de Na PO que se disolvió y diluyó a 1,00 litros, [Na PO] = (2,00 gramos) / (163,94 gramos / mol) / (1,00 litros) = 0,0122 mol / litro.

Sustituye la concentración determinada en el paso 3 en la ecuación del paso 2 y despeja la concentración de iones hidróxido, [OH]: [OH] ² = 0,0222 (0,0122 mol / litros) = 2,71 x 10. Tomando la raíz cuadrada de ambos da [OH] = 0,0165 mol / litro.

Calcula el pOH de la solución de acuerdo a la ecuación de pOH, pOH = -log [OH]: POH = -log [OH] = -log (0,0165) pOH = 1,78. Y como pH + pOH = 14,0, pH = 14 - pOH = 14,0 a 1,78 = 12,2.