¿Por qué el pOH de 1M HCl es 14?

Question

¿Por qué el pOH de 1 molar de HCl es 14 en una solución acuosa?

En este contexto, estaba aprendiendo sobre bases fuertes y ácidos fuertes en química:

Tenemos 1L de agua pura a 25°C, y el pH del agua es 7 y el pOH del agua es 7, por lo que es una solución neutra.

A continuación, añadimos 1 mol de HCl al agua. El HCl, al ser un ácido tan fuerte, se disocia completamente en el agua. Después de algunos cálculos básicos, descubrimos que el pH del HCl era 0 y el pOH era 14, pero la forma en que lo demostró fue utilizando el pH y el pOH del agua, ¿tiene sentido?

Así que encontramos que el pH del agua es 0, y luego hizo algo gracioso y obtuvo un pOH de 14. Por qué es el pOH de esta solución 14?

Aquí está el vídeo, marca de vídeo, 10:02: Khan Academy - pH y pOH de ácidos y bases fuertes

Answer 1

En el momento del vídeo al que te refieres, Sal estaba utilizando la ecuación $\rm pK_w=pH+pOH$ para encontrar el $\rm pOH$ de la solución. $\rm pK_w$ es igual a 14, ya que $K_w$ es igual a $1\times 10^{-14}$ lo que nos da la nueva ecuación $14=\rm pH+pOH$ . Sabemos que el $\rm pH$ de una solución 1M de $\ce{HCl}$ es cero desde antes en el vídeo. Esto nos da que $14=0+\rm pOH$ o, en otras palabras, que el $\rm pOH$ debe ser igual a 14.

Answer 2

En caso de que el $\mathrm{p}$ ¿Por qué no damos un paso atrás y pensamos qué es lo que nos confunde? $K_\mathrm{w}$ ¿Qué significa?

La reacción de autoionización del agua es $\ce{H2O(l)->H+(aq) + OH-(aq)}.$ Esto da la siguiente expresión para $K$ la constante de equilibrio:

$$K_\mathrm{w}=[\ce{H+}][\ce{OH-}]$$

Recuerde que $K_\mathrm{w}$ será una constante en condiciones estándar (en realidad, es $1.0\times10^{-14}$ en STP). Pero intentemos escribir esta ecuación en términos de $\mathrm{p}K_\mathrm{w}$ recordando nuestras normas de registro.

$$-\log K_\mathrm{w}=-\log ([\ce{H+}][\ce{OH-}])$$ $$\mathrm{p}K_\mathrm{w}=-\log [\ce{H+}] -\log[\ce{OH-}]$$ $$\mathrm{p}K_\mathrm{w}=\ce{pH}+\ce{pOH}=14$$

Ahora deberías entender de dónde viene esta ecuación mágica. Como el agua es aproximadamente neutra, tendrá $\ce{pH}=\ce{pOH}=7$ a temperaturas normales.

Tienes que el $\ce{pH}$ de $\ce{HCl}$ fue $0$ de tomar el logaritmo negativo de $\pu{1M}$ . Esto significa que $\ce{pOH}=pK_w-\ce{pH}=14-0=\boxed{14}$ .