Soluciones ácidas, básicas y neutras Al estudiar muchas soluciones acuosas (donde el solvente es el agua), podemos observar que algunas de ellas son ácidas (como los jugos de los cítricos), otras son básicas o alcalinas (como el bicarbonato que es jabonosa al tacto) o neutras (como el agua). Pero ¿Cómo definir químicamente si una sustancia es ácida, básica o neutra? Se denomina ácido a toda sustancia que, en solución acuosa, libera al disociarse protones o iones hidrógeno (H+). Estos protones se encuentran hidratados, es decir, unidos a una o más moléculas de agua, y reciben el nombre de iones hidronios (H3O +). Por ejemplo, para el ácido clorhídrico: HCl en solución acuosa Cl - + H3O+ ácido (H2O) anión hidronio clorhídrico cloruro Todos los ácidos no son iguales, por ejemplo, sabemos que muchos ácidos son corrosivos (ácido clorhídrico) y otros no lo son (el vinagre). Por lo tanto, podemos clasificar a los ácidos en fuertes y débiles, esta fuerza está dada por las diferentes capacidades que tienen estas sustancias de disociarse en agua: - ácidos fuertes se disocian completamente o casi completamente en agua, como el ácido sulfúrico, que puede disolver los clavos de acero; - ácidos débiles se disocian parcialmente en agua, como el ácido bórico, que es lo bastante débil y seguro como para ser utilizado para el lavado de ojos. Se denomina base a toda sustancia que en solución acuosa libera al disociarse iones hidróxido u oxhidrilos (OH-) Por ejemplo, el amoníaco: NH3 en solución acuosa amoníaco (H2O) HH4+ + OHcatión anión amonio hidróxido Todas las bases no son iguales, por ejemplo, sabemos que muchas bases son corrosivas (soda cáustica o hidróxido de sodio) y otras no lo son (el amoníaco, limpiadores hogareños). Por lo tanto, podemos clasificar a las bases en fuertes y débiles, esta fuerza está dada por las diferentes capacidades que tienen estas sustancias de disociarse en agua: - bases fuertes se disocian completamente o casi completamente en agua, como la soda cáustica o hidróxido de sodio, que puede disolver el cabello humano; - bases débiles se disocian parcialmente en agua, como la Leche de Magnesia, que pueden ser utilizados con fines medicinales para calmar los trastornos estomacales. Las sustancias que se disocian generando igual cantidad de iones hidronio que de iones oxhidrilos en solución acuosa se denominan neutras. Escala de pH Si prueban unas gotas de jugo de naranja, les parecerán menos ácidas que las de jugo de limón, y éstas, a su vez, son menos ácidas que las de ácido sulfúrico. ¿Cómo saber si un ácido o una base son fuertes y corrosivos? ¿Puede determinarse el grado de acidez o de alcalinidad de una solución? El pH (se lee ”pe-ache”) es un parámetro que lo cuantifica. El pH depende de la concentración de los iones hidronio. La escala pH está dividida en 14 unidades, del 0 (la acidez máxima) a 14 ( nivel básico máximo). El número 7 representa el nivel medio de la escala, y corresponde al punto neutro. Los valores menores que 7 indican que la muestra es ácida. Los valores mayores que 7 indican que la muestra es básica. La escala pH tiene una secuencia logarítmica, lo que significa que la diferencia entre una unidad de pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10. En otras palabras, una muestra con un valor pH de 5 es diez veces más ácida que una muestra de pH 6. Asimismo, una muestra de pH 4 es cien veces más ácida que la de pH 6. Resumiendo: - el pH 7 indica neutralidad, es decir que la cantidad de hidronios en solución es la misma que la de iones hidróxido. - Los pH menores de 7 indican acidez, o sea que hay exceso de iones hidronios. Cuanto más bajo sea el valor del pH, más fuerte será el ácido. - Los pH mayores de 7 indican alcalinidad (básicos), es decir que hay exceso de iones oxhidrilos (pocos iones hidronio en relación) en la solución. Cuanto más alto sea el valor del pH, más fuerte será la base. Representación de la escala y algunas sustancias con sus pH En química para detectar el pH se utilizan indicadores. Los indicadores son sustancias orgánicas, por lo general de origen vegetal, las cuales cambian de color según el medio en donde se encuentren sea ácido o básico. Algunos ejemplos de sustancias y sus pH: Sustancia pH Sustancia pH Jugo gástrico 1a2 Ácido clorhídrico 0 Jugo de naranja 3,5 Destapa cañerías 14 Orina 5a8 Jabón 8,5 Leche 6,5 Limpiador amoniacal 11 Sangre 7,4 Agua jabonosa 8,5 Leche de magnesio 10,5 Agua destilada 7 Limpia hornos 11,5 Agua potable 5,5 Jugo de limón 2,5 Vinagre 3a5