Calculadora de pH de un ácido débil con Ka, resuelta con la ecuación cuadrática
Calcula el pH de un ácido débil monoprótico a partir de su Ka y su concentración, resolviendo la ecuación cuadrática del equilibrio sin aproximaciones, con el % de ionización.
Cómo funciona
[H⁺] = ( −Ka + √(Ka² + 4·Ka·C) ) ÷ 2 · pH = −log₁₀[H⁺] · % ionización = [H⁺] ÷ C × 100
Un ácido débil solo se ioniza en parte, así que su concentración de iones hidrógeno es mucho menor que la concentración del ácido. Al plantear el equilibrio Ka = x² ÷ (C − x) y resolver la ecuación de segundo grado con la fórmula general se obtiene [H⁺] exacta, sin la típica aproximación de «x despreciable». Así el resultado es confiable incluso para ácidos muy diluidos o relativamente fuertes. El pH es el logaritmo negativo de esa concentración.
Ejemplo resuelto
Ana tiene ácido acético 0.2 M (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). Resuelve x² + 1.8×10⁻⁵·x − 3.6×10⁻⁶ = 0 y obtiene [H⁺] = 1.888 × 10⁻³ M. Entonces pH = −log₁₀(1.888 × 10⁻³) = 2.72, y el ácido está ionizado alrededor del 0.94%.
Preguntas frecuentes
¿Por qué resolver una cuadrática en lugar de usar √(Ka·C)?
El atajo [H⁺] ≈ √(Ka·C) supone que la parte ionizada es despreciable frente a la concentración inicial. En ácidos diluidos o con Ka grande esa suposición falla, así que esta calculadora resuelve la ecuación completa y el resultado es exacto.
¿Sirve para ácidos fuertes?
No. Los ácidos fuertes se ionizan por completo, así que [H⁺] es igual a la concentración del ácido y pH = −log₁₀(C). Usa esta calculadora solo para ácidos débiles, que se ionizan parcialmente.
¿Qué pasa con los ácidos polipróticos?
Aquí se considera una sola ionización (ácido monoprótico). En ácidos dipróticos o tripróticos la primera ionización suele determinar el pH, pero un cálculo completo necesita cada Ka sucesiva.
¿Cómo paso de pKa a Ka?
Ka = 10^(−pKa). Por ejemplo, el ácido acético tiene pKa = 4.74, así que Ka = 10^(−4.74) ≈ 1.8 × 10⁻⁵.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.