Semana 7 ¿Ácidos o bases? - Radio Fe y Alegría Noticias

Semana
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Semana
¿Ácidos o bases?
¿Ácidos o bases?
¡Empecemos!
Continuando con el estudio de
los electrolitos, durante esta semana revisaremos: ¿cómo se puede determinar el grado de acidez
o basicidad de estos electrolitos?,
y ¿cuál es su impacto en la calidad
de vida del ser humano?
Muy ambiguamente conocemos el impacto que han causado los ácidos y los
hidróxidos en nuestro ambiente, especialmente sobre los cuerpos de agua existentes
en el planeta. Por tal motivo, es necesario
reafirmar nuestra actitud conservacionista
Figura 2
y asumir un grado de responsabilidad en lo
que tiene que ver con la contaminación de nuestro planeta Tierra.
¿Qué sabes de...?
En muchas campañas publicitarias se emplea la frase “pH balanceado” como
una característica relevante de determinados productos; se comenta, por
ejemplo, sobre el jabón para el rostro de pH neutro o balanceado; también
esta expresión es utilizada por las industrias como garantía de las propiedades del producto. Ahora bien, ¿qué sabes tú sobre el pH balanceado?
El reto es...
La niña Alcalina estaba viendo un programa infantil donde se comentaba
sobre el ácido cítrico presente en las naranjas y que dicho ácido era conocido
como vitamina C. Esto puso a pensar a Alcalina, ya que en la escuela escuchó
acerca del impacto que está dejando la lluvia ácida sobre nuestro planeta.
Entonces se preguntó: si los ácidos son tan malos ¿cómo es que la vitamina C
es un ácido y nos protege de enfermedades?
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¿Puedes ayudar a Alcalina a descifrar este asunto?
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¿Ácidos o bases?
Vamos al grano
Cada día es mayor la cantidad de productos que se publicitan por poseer un
pH balanceado. El pH es un término cuantitativo que permite determinar cuán
ácida o básica es una sustancia. La escala de pH es logarítmica, adoptando
valores positivos que generalmente van desde cero (0) hasta catorce (14),
estableciendo como ácidas aquellas sustancias por debajo de siete en una
escala de pH y tomando como básicas aquellas sustancias por encima de siete
en la misma escala. Para valores iguales a siete se considera que la solución es
neutra, es decir, ni es ácida ni es básica.
La expresión matemática para calcular el pH es la siguiente:
pH = -Log [H+]
Siendo [H+] la concentración de los iones hidronio provenientes del ácido;
por ello, cuando conocemos la concentración de un ácido, también podemos
cuantificar su pH.
Veamos un ejemplo: si deseamos calcular el pH de una solución de ácido
fluorhídrico a 8,3 x 10-3 molar, aplicamos la fórmula: pH = -Log [H+]. Sabiendo
que la concentración del ácido es proporcional a la cantidad de hidronio
disociado, podemos sustituir: pH = -Log [8,3 x 10-3]; por lo tanto, usando la
calculadora sabremos que es: pH = 2.08.
Ahora bien, si deseamos calcular el pH de un hidróxido de sodio, debemos
tener presente que este último, al disociarse, produce iones oxidrilo en vez de
hidronios; por tal motivo, como analogía, podemos calcular el pOH, que no es
más que la determinación cuantitativa de los iones oxidrilos presentes en la
solución. Veamos un ejemplo:
Si deseo conocer el pH de una solución de hidróxido de sodio que posee
una concentración igual a 5.6 x 10-4 molar, entonces comienzo calculando su
pOH:
pOH = -Log [-OH]
Luego sustituimos valores, donde el pOH = -Log [5.6 x 10-4]; por lo tanto el
pOH= 3,25.
Si establecemos que las escalas de pOH y pH son complementarias, podemos
decir que:
pOH + pH = 14
Podemos despejar pH, quedando de la siguiente manera:
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pH = 14 - pOH
Si sustituimos, obtenemos que pH = 14 - 3,25. Y el pH queda así:
pH = 10,74
Los cálculos de medición de pH han permitido avances en la ciencia y la
tecnología. Si nos ponemos a observar, los fertilizantes de los suelos deben
cumplir unas normas de reglamentación química que garanticen el uso apropiado en los cultivos y evitar así el empobrecimiento del suelo que, a la larga,
perjudicaría a los dueños de las cosechas y los miembros de la comunidad
que dependen de esos cultivos.
Otro aspecto de relevancia en los estudios de cálculos de pH es la determinación de acidez de las aguas. Es bien sabido que existe un procedimiento
físico, mecánico y químico en la purificación del agua, dentro del cual se da un
estricto control en las propiedades físico-químicas del agua. En el mencionado procedimiento se encuentra la medición de pH del agua, ya que ésta debe
encontrarse en valores neutros para considerarse óptimamente potable.
Igualmente, la expulsión de óxidos a la atmósfera ha incrementado la aparición de la lluvia ácida, causando graves consecuencias en los suelos (desertificación) y cultivos (pérdida de cosechas), sin mencionar los efectos sobre
la salud del ser humano y demás seres vivos. Se considera que una lluvia es
ácida cuando los valores de pH se encuentren por debajo de 5 o 5,6 en una
escala de 0 a 14.
Los procesos biológicos están regidos por los valores de pH presentes, como
los valores de pH sanguíneos, los cuales están determinados por la presencia
de dióxido carbónico en los glóbulos rojos; sus valores de pH deben estar alrededor de 7,35 y 7,45; pequeñas variaciones dentro de este estrecho rango
pueden causar graves consecuencias. No obstante, los sistemas biológicos
poseen una diversidad de compuestos químicos que permiten regular esas
variaciones.
Las sustancias amortiguadoras o buffer se encargan de regular los valores de
pH con base en el efecto de ión común, el cual se presenta cuando un mismo
ión se produce a partir de dos compuestos diferentes; por ejemplo, los sistemas de ácido débil y su sal, lo que se conoce como buffer ácido.
Pensemos en el sistema ácido acético (CH3COOH) y su sal (el acetato de sodio, CH3COONa). Ambos compuestos al disociarse producen el ión acetato
(CH3COO-); cuando se disocia el acetato de sodio se produce una gran cantidad del ión acetato, provocando que el equilibrio ácido acético ión acetato se
vea forzado a desplazarse hacia la formación del ácido acético.
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CH3COONa (diluido)
CH3COO - + Na+
Disociación total
CH3COOH (diluido)
CH3COO - + H3O+
Sistema en equilibrio
Igualmente existe el sistema base débil con su sal, el cual se conoce como
buffer básico. Planteemos el sistema amortiguador formado por hidróxido de
amonio y cloruro de amonio, sabiendo que la sal se disocia completamente
y la base se encuentra en equilibrio, aplicando el mismo principio que en los
buffer ácidos.
NH4Cl (diluido)
NH4OH (diluido)
NH4+ (ac) + Cl – (ac)
NH4+ (ac) + OH – (ac)
Disociación total
Sistema en equilibrio
Johannes Bronsted fue un químico danés
que aportó a la ciencia el desarrollo de la
teoría de la actividad química y la teoría sobre el comportamiento de ácidos y bases.
En 1923, Bronsted y el químico británico
Thomas M. Lowry propusieron, de forma
independiente, un nuevo concepto de ácido y de base, definiendo al primero como
toda sustancia que puede ceder protones y
a la segunda como toda sustancia que puede ganar protones. Dado que el proceso
de perder o ganar un protón es reversible,
el ácido, al perder un protón, se transforma en una base y, a su vez ésta, al ganar
un protón, se transforma en un ácido. Así,
pues, un ácido y su base correspondiente
forman un sistema conjugado.
Para saber más…
Si deseas conocer más sobre los ácidos y las bases, te invitamos a visitar
las siguientes direcciones web:
http://li.co.ve/kV6http://li.co.ve/kV7
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Aplica tus saberes
Existen muchos tipos de ácidos, incluso con diferentes valores de pH; reconociéndose a los ácidos inorgánicos como el ácido sulfúrico, el ácido nítrico y
el ácido clorhídrico, como muy abrasivos y altamente corrosivos, que pueden
causar quemaduras en la piel; por ello, cuando los óxidos de azufre, nitrógeno
o cloro llegan a la atmósfera, se combinan con el agua presente en la nubes
formando ácidos, que son los causantes de la lluvia ácida y, a su vez, de la desertificación de los suelos.
El ácido cítrico está presente en las frutas cítricas, especialmente naranjas y
limones y está asociado a la prevención de enfermedades gripales, así como
favorece los procesos antioxidantes en el organismo. Las bondades del ácido
cítrico no se pueden comparar con las de los ácidos inorgánicos. Un ácido orgánico tiene una capacidad garantizada de reintegro al ambiente, además de
su integración sobre los metabolismos del cuerpo humano.
Investiga: ¿qué otros ácidos orgánicos existen y cuál es su importancia para
los seres vivos?
Comprobemos y demostremos que…
Realiza los siguientes cálculos de pH para las soluciones que se mencionan:
1. Solución de hidróxido de sodio cuya concentración es 3 x 10-3 molar.
2. Solución de hidróxido de magnesio cuya concentración es 0,5 x 10-5
molar.
3. Solución de hidróxido de aluminio cuya concentración es 6,4 x 10-2
molar.
4. Solución de ácido clorhídrico cuya concentración es 3 x 10-3 molar
5. Solución de fluoruro de hidrógeno (I) cuya concentración es 4 x 10-3
molar.
6. Solución de ácido sulfúrico cuya concentración es 0,8 x 10-9 molar.
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