Los ácidos fuertes se disocian completamente en agua. Por ejemplo, el ácido nítrico se disocia completamente en iones de hidronio e iones de nitrato. Como los iones de hidronio generados por la autoionización del agua son insignificantes, la concentración de iones de hidronio en el agua es igual a la concentración del ácido fuerte.

El pH de estas soluciones se puede determinar usando la concentración inicial del ácido fuerte. Por ejemplo, en una solución de ácido clorhídrico al 0, 10 molar, el ácido clorhídrico se disociará completamente en los iones de hidronio y los iones de cloruro y, por lo tanto, la concentración de iones de hidronio de la solución también será de 0, 10 molar. Si consideramos el logaritmo negativo de esta concentración, el pH de la solución es igual a uno.

Por el contrario, el pH de una solución se puede utilizar para determinar la concentración de iones de hidronio de una solución. Por ejemplo, para una solución de pH 3, 60, su concentración de iones de hidronio se puede determinar resolviendo la ecuación 3, 60 es igual al logaritmo negativo de la concentración de iones de hidronio. Para resolver la concentración, multiplique ambos lados por uno negativo y luego tome el antilogaritmo de ambos lados La concentración de iones de hidronio es igual a 2, 5 10⁻⁴ molar.

Las bases fuertes que son hidróxidos de metales del grupo uno, como el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio, se disocian completamente en la solución. Por ejemplo, el hidróxido de sodio 0, 20 molar se disociará completamente en agua y producirá iones de sodio 0, 20 molar y en iones de hidróxido al 0, 20 molar. Sin embargo, los hidróxidos metálicos del grupo dos, como el hidróxido de bario y el hidróxido de calcio, producen dos moles de iones de hidróxido por cada mol de base.

Por ejemplo, el hidróxido de calcio 0, 020 molar se disociará completamente en agua y producirá iones de calcio 0, 020 molar y en iones de hidróxido 0, 040 molar. Los óxidos de metales iónicos, como el óxido de sodio y el óxido de calcio, también son bases fuertes. Su ion de óxido reacciona con el agua y produce iones de hidróxido.

La concentración de iones de hidróxido se puede utilizar para calcular el pOH y el pH de la solución. Por ejemplo, una solución molar de hidróxido de potasio 5x10⁻⁵ tiene la misma cantidad de iones de hidróxido que una base fuerte y, por lo tanto, tiene un pOH de 4, 30. Al igual que el pH, también se puede usar un pOH de la solución para determinar la concentración de iones de hidróxido resolviendo la ecuación:pOH es igual al logaritmo negativo de la concentración de iones de hidróxido Dado que el pH más pOH es igual a 14 y el pOH es 4, 3, el pH de la solución es 9, 7.

Un ácido fuerte es un compuesto que se disocia completamente en una solución acuosa y produce una concentración de iones hidronio igual a la concentración inicial del ácido. Por ejemplo, el ácido hidrobrómico 0,20 M se disociará completamente en el agua y produce 0,20 M de iones hidronio y 0,20 M de iones bromuro.

Eq1

Por otro lado, una base fuerte es un compuesto que se disocia completamente en una solución acuosa y produce iones hidróxido. Por ejemplo, 0,015 M KOH, un hidróxido metálico del grupo 1, se disociará completamente y producirá 0,015 M de OH⁻ y 0,015 M de K⁺.

Eq2

Los hidróxidos metálicos del grupo 2, como el hidróxido de bario [Ba(OH)₂] y el hidróxido de estroncio [Sr(OH)₂], también son bases fuertes y poseen dos iones hidróxido. Esto hace que produzcan una solución más básica en comparación con el NaOH o el KOH en la misma concentración. Por ejemplo, 0,015 M Ba(OH) produce 0,015 M de Ba ⁺ y 0,030 M de hidróxido.

Eq3

A medida que los ácidos y bases fuertes se disocian completamente, se pueden utilizar relaciones molares para determinar sus concentraciones de hidronio e hidróxido, que a su vez pueden utilizarse para calcular el pH o el pOH de una solución. Por ejemplo, una solución de HCl 0,030 M producirá iones hidronio 0,03 M. Por lo tanto, el pH de esta solución será

Eq4

El pOH de la misma solución puede determinarse utilizando la fórmula

Eq5

Como el pH de la solución es 1,52, su pOH se puede calcular como

Eq6

De igual manera, la concentración de iones hidróxido producidos por bases fuertes puede utilizarse para determinar el pOH de una solución utilizando la ecuación

Eq7

La ecuación anterior también puede utilizarse para determinar la concentración de iones hidróxido cuando se conoce el pOH. Por ejemplo, si el pOH de una solución es 3,00,

Eq8

La multiplicación de ambos lados por −1 da

Eq9

Ahora, tome el antilogaritmo de ambos lados

Eq10

Por lo tanto, la concentración de iones hidronio de la solución con pOH 3 es de 1,0 × 10⁻³ M. Se puede utilizar un método similar para determinar la concentración de iones de hidronio de una solución si se conoce su pH.

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