En química, los ácidos y las bases son los dos tipos de sustancias muy reactivas que, al estar en solución acuosa, se separan en sus iones y con ello modifican el pH. El pH es la propiedad química de las soluciones relacionada con la concentración de iones hidrógeno (H+) presentes en ella. La escala del pH comprende los valores del 0 al 14, y a partir de ella se determina si un ácido o base es fuerte o débil. El punto medio es el valor 7 y representa al pH neutro, que se halla en el agua pura.
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¿Qué son los ácidos?
Los ácidos son sustancias en estado gaseoso o líquido, y que al combinarse con el agua cambian el pH a valores que van del 6 al 0. Todos ellos llevan uno o más átomos de hidrógeno que se desprende como ion (H+) cuando sus moléculas se disuelven en el agua. Dependiendo de la facilidad con que se liberan los hidrógenos de sus estructuras, será la fuerza del ácido.
Los ácidos se clasifican en fuertes y débiles. Los ácidos más fuertes son los hidrácidos como el ácido clorhídrico (HCl), por la rapidez con la que se separan en sus iones H+ y Cl–. El H+ empieza a participar en la solución de inmediato. Si una sustancia externa se añade a la mezcla, el H+ libre del ácido empezará a atacarla para que el anión, en este caso el Cl– se combine con su parte positiva.
A estos ácidos le siguen los oxiácidos como el ácido sulfúrico (H2SO4), que siguen siendo fuertes y tienen más hidrógenos para aportar. Por otro lado, se encuentran los ácidos débiles. Estos tienen más dificultad para liberar el hidrógeno de su molécula. En esta categoría destacan los ácidos orgánicos como el ácido acético (CH3COOH), que atraen más fuertemente al átomo de hidrógeno.
Para comparar sus fuerzas, se toma como base un vaso con agua, con pH 7 o neutro. Al agregarle un hidrácido como el ácido clorhídrico (HCl) o un oxiácido como el ácido sulfúrico (H2SO4), el pH descenderá hasta valores como 1, 2, 3. Por otro lado, si al agua se añade un ácido orgánico como el ácido acético (CH3COOH), descenderá a 6 o 5. Máximo a 4.5.
En laboratorio, los ácidos se pueden reconocer por medio del papel tornasol, que al sumergirse se torna rojo. También se puede determinar su concentración por medio de las llamadas volumetrías de neutralización, que son análisis que se realizan poniendo a reaccionar la solución de ácido con una solución de álcali cuya concentración ya se conozca.
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¿Qué son las bases?
Las bases, también conocidas como álcalis, son sustancias que generalmente se encuentran en forma sólida o líquida, y que al combinarse con el agua cambian el pH a valores entre 8 y 14. Su estructura química puede ser muy variada, pero se puede generalizar tomando en cuenta dos principales: aquellas que contienen un hidroxilo (OH–) y las que tienen un grupo amino (-NH2).
Las bases se clasifican en fuertes y débiles. Las bases más fuertes son los hidróxidos como el hidróxido de sodio NaOH, porque desprenden con mucha facilidad el ion hidroxilo (OH–) que acompaña al sodio. Este ion negativo aumenta su concentración en la solución y eleva el pH a valores de 10 a 14 según el hidróxido.
Las bases débiles son las aminas, cuya estructura orgánica se representa R-NH2 y son capaces de recibir hidrógenos de la solución. Estos hidrógenos los toma del agua, que se puede escribir así H-OH para comprender el resultado de este fenómeno. Cuando la amina toma el hidrógeno (H+) de ahí, quedan los hidroxilos (OH–) del agua. Modifican el pH de 7 a 10, aproximadamente.
En laboratorio, las bases se pueden reconocer por medio del papel tornasol, que al sumergirse toma una coloración azul. También se puede determinar su concentración por medio de las llamadas volumetrías de neutralización, que son análisis que se realizan poniendo a reaccionar la solución de base con una solución estándar de ácido, esto es, cuya concentración ya se conozca.
Las bases, sobre todo el hidróxido de potasio (KOH), se utilizan en las fábricas de jabón para la saponificación, que es la producción de los estearatos (jabones) a partir de grasas y estas bases. Los estearatos son el producto que al contacto con el agua tiene el efecto de limpiar, disolver las grasas de la piel y generar la típica sensación jabonosa.
La reacción de neutralización
Los ácidos y las bases se caracterizan porque pueden reaccionar entre sí, contrarrestándose químicamente en una reacción llamada neutralización. Si ambas especies reaccionan estequiométricamente, es decir, en cantidades justas, exactas según su ecuación química, el pH resultante es 7, neutro. Si uno de los dos está en exceso, el valor pH se va a inclinar hacia la que este provoca. Si predomina la base, el pH resultará mayor a 7. Si predomina el ácido, será menor a 7.
20 ejemplos de bases
- Amoniaco NH3
- Bicarbonato de sodio NaHCO3
- Carbonato de calcio CaCO3
- Capsaicina C18H27NO3
- Hidróxido de amonio NH4OH
- Hidróxido de litio LiOH
- Hidróxido de sodio NaOH
- Hidróxido de potasio KOH
- Hidróxido de rubidio RbOH
- Hidróxido de cesio CsOH
- Hidróxido de calcio Ca(OH)2
- Hidróxido de magnesio Mg(OH)2
- Hidróxido de estroncio Sr(OH)2
- Hidróxido de bario Ba(OH)2
- Hidróxido ferroso Fe(OH)2
- Hidróxido férrico Fe(OH)3
- Hidróxido de aluminio Al(OH)3
- Metilamina CH3NH2
- Etilamina CH3CH2NH2
- Propilamina CH3CH2 CH2NH2
20 ejemplos de ácidos
- Ácido clorhídrido HCl
- Ácido bromhídrico HBr
- Ácido yodhídrico HI
- Ácido sulfhídrico H2S
- Ácido selenhídrico H2Se
- Ácido sulfuroso H2SO3
- Ácido sulfúrico H2SO4
- Ácido fosforoso H3PO3
- Ácido fosfórico H3PO4
- Ácido nítrico HNO3
- Ácido bórico H3BO3
- Ácido fórmico HCOOH
- Ácido acético CH3COOH
- Ácido propiónico CH3CH2COOH
- Ácido butírico CH3CH2CH2COOH
- Ácido esteárico CH3(CH2)16COOH
- Ácido acetilsalicílico C8H6O4
- Ácido cítrico C6H8O7
- Ácido clórico HClO3
- Ácido perclórico HClO4
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