pH

Para otros usos de este término, véase PH (desambiguación).

El pH (potencial de hidrógeno) es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. El pH

indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La sigla

significa "potencial de hidrógeno" (pondusHydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. =

peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por

el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de

la actividadde los iones hidrógeno. Esto es:

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para

evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la

actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion

hidrógeno.

Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya

que: pH = –log[10–7] = 7

El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH

menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más  protones en la

disolución) , y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la

disolución (donde el disolvente es agua).

[editar]Definición

El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno:

Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] ,

también se define elpOH, que mide la concentración de iones OH−.

Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O+, tenemos que:

K(constante)w(water; agua) = [H3O+]·[OH–]=10–14 en donde [H3O+] es la concentración de iones hidronio,

[OH−] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que

vale 10−14.

Por lo tanto,

log Kw = log [H3O+] + log [OH–]

–14 = log [H3O+] + log [OH–]

14 = –log [H3O+] – log [OH–]

pH + pOH = 14

Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.

En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7

puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de

disociación del disolvente en el que se trabaje.

[editar]Medida del pH

Dependiendo del pH del suelo, la hortensia (Hydrangea) puede poseer flores rosas o azules. En

suelos ácidos (pH < 7) las flores son azules, mientras que en suelos básicos (pH > 7) son rosas.1

El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido

como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos:

un electrodo de referencia (generalmente deplata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es

sensible al ión de hidrógeno.

También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores,

ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel

indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la

determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros

indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.

A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14,

los valores de pH también pueden ser aún menores que 1 o aún mayores que 14. Por ejemplo el

ácido de batería de automóviles tiene valores cercanos de pH menores que uno, mientras que

el hidróxido de sodio 1 M varía de 13,5 a 14.

Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a 25  °C. A

distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del

agua (Kw).

La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más usados en

ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH determina muchas

características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del

comportamiento de células y organismos.

En 1909, el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno (pH) como el logaritmo

negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.

[editar]Solución “Buffer”

Diversas reacciones químicas que se producen en solución acuosa necesitan que el pH del sistema

se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones

reguladoras o "buffer" son capaces de mantener la acidez o basicidad de un sistema dentro de un

intervalo reducido de pH. Estas soluciones contienen como especies predominantes, un par

ácido/base conjugado en concentraciones apreciables. La reacción de neutralización: Es una

reacción entre un ácido y una base, generalmente en las reacciones acuosas ácido-base se forma

agua y una sal.

El organismo posee tres mecanismos para mantener el pH en valores compatibles con la vida:

Los Amortiguadores.

La regulación pulmonar de la pCO2.

La resorción y eliminación renal de bicarbonato y la excreción de ácidos. 2

[editar]pH de algunas sustancias

El pH de la leche es de 6,5 , el pH de la sangre es aproximadamente entre 7,35 y 7,45. El pH de

detergentes es de 10,5. El pH del zumo de limón es de 2.

La Escala del pH

pHion Laboratorios

pH es una medida de la acidez o la alcalinidad. La escala de el pH va desde 0 a 14. El punto medio de la escala del pH  es 7, aquí hay un equilibrio entre la acidez y alcalinidad. Dicha solución seria neutral.

Las normas del pH empiezan con una definición de pH. La p viene de la palabra poder. La H por supuesto es el símbolo de el elemento hidrógeno. Juntos el término pH significa hidrión exponente iónico. A medida que el

potencial de liberar iones de hidrogeno incrementan en una sustancia el valor del pH sera menor. Es así como a mayor grado de acidez la lectura del pH será más baja.

La escala del pH es logarísmica, significando que los valores separando cada unidad no son iguales en la escala por el contrario incrementan de manera proporcional a la distancia a la que se encuentren de la mitad de la escala el punto de equilibrio entre acidez y alcalinidad.

Los valores son multiplicados por 10 en cada unidad. Es por eso que el valor del pH de 6 es 10 veces más acídico que un pH con un valor de 7, pero un pH de 5 es 100 veces mas acídico que un pH de 7. De otra forma el valor del pH de 8 es 10 veces más alcalino que un pH con un valor de 7, pero un pH de 9 es 100 veces mas alcalino que un pH de 7.

Nota: Cuando este probando el pH de su orina o saliva y la lectura le da una medida de un pH de 5.5 puede no parecer acídica (después de todo solo esta 1.25 puntos por debajo de 7), sin embargo es muy acídica. Es más es 50 veces más acídica de lo que es considerado saludable.

Otra nota importante es que en orden de revertir y neutralizar la acidez, se requiere una gran cantidad de elementos alcalinos. En matemáticas sería algo como así:

En orden de cambiar el pH de un galón de una solución, de 5.5 a 7.0, se requerirían mas de 20 galones de una solución con un pH de 7.5.

La escala de Ph y fuerzas de los ácidos y bases1. ¿Qué es el pH?2. Interpretación de la escala del pH3. ¿Como se halla el valor del pH?4. Amortiguadores del pH 5. El amortiguador de nuestra sangre 

7. El balance de pH en los cosméticos8. Influencia del pH en los suelos de cultivo9. Encalar los suelos reduce el pH 10. Ácidos y Bases11. Fuerza de los ácidos y de las bases12. Bibliografía

1. ¿Que es el pH?

El pH es el grado de aidez de una sustancia, es decir la concentración de iones de H + en una solucion acuosa, término (del francés pouvoir hydrogène, 'poder del hidrógeno') el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio.

El agua y todas las soluciones acuosas contiene concentración de H + , si no iones de OH - .En el agua pura se cumple que la concentración de iones H + es igual a la concentración de iones OH -, por eso se dice que el agua es neutra.+Como las concentraciones de iones H + de y OH - son muy pequeñas, en 1909, el químico danés Sorensen  definió el potencial hidrógeno ( pH ) como el logarítmo negativo de la concentración molar ( mas exactamente de la actividad molar ) de los iones hidrógeno. Esto es:pH = - log [H + ]Desde entonces, el término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso, evitando asi el manejo de cifras largas y complejas. Por ejemplo, una concentración de [H+] = 1x10-8 M ( 0.00000001)es simplemente un pH de 8 ya que : pH= - log[10-8]  = 8 La relación entre pH y concentración de iones H se puede ver en la siguiente tabla, en la que se incluyen valores típicos de algunas sustancias conocidas.

2. Interpretación de la escala de pH

La escala de pH se establece en una recta numérica que va desde el 0 hasta el 14.El número 7 corresponde a las soluciones neutras. El sector izquierdo de la recta numérica indica acidez, que va aumentando en intensidad cuando más lejos se está del 7.Por ejemplo una solución que tiene el pH 1 es más ácida o más fuerte que aquella que tiene un pH 6.De la misma manera, hacia la derecha del 7 las soluciones son básicas y son más fuertes o más básicas cuanto más se alejan del 7. Por ejemplo, una base que tenga pH 14 es más fuerte que una que tenga pH 8

3. ¿Como se halla El Valor de pH ?

El pH es de valor negativo del exponente de la concentración para conocer el pH de la ciudad .Por ejemploSi la concentración es 10 –11 el pH es 11Si la concentración es 10-4 el pH es 4Para hallar la concentración de iones de Hidróxido dividimos:10 –14__________________________________la concentración de la basePor ejemplo:Si el pH es 3, la concentración de iones hidronio es 10 –3 M y la concentración de iones de Hidróxido es:10 –14 / 10 –3 M, que es 10 –14-(-3) = 10 –11 Mel pOH = 11

4. Amortiguadores De pH

Un amortiguador es una solución que resiste los cambios de pH cuando se le agregan pequeñas cantidades de ácidos o de base .Las soluciones amortiguadoras se preparan con un ácido o una base débil y una de sus sales.

Por ejemplo, se puede preparar una solución amortiguadora con la base débil amoniaco (NH3 ) y una sal de amonio, como cloruro de amonio (NH4Cl ). Si se le añade un ácido, el NH3 , reacciona

con los iones H +NH3 + H+Cl- NH4ClBase débil ácido sal de amonioSi se le añade una base a la sal, el ion amonio de la sal reacciona con el OH de la base y se forma nuevamente amoniaco y agua:NH4Cl + Na OH NH3 + NaCl + H2 O Otros ejemplos de soluciones reguladores son el ácido fosfórico, fosfato monopotásico, el ácido carbónico y el ion bicarbonato

5. El amortiguador de nuestra sangre

El pH de nuestra sangre varía entre 7,3 y 7,5 . La muerte se produce greneralmente cuando el pH es menor que 7 o mayor que 7,9 .Cualquier sustancia puede variar su pH cualdo se le agrega otra diferente, pero nuestra sangre mantiene inalterable su pH a pesar de las reacciones que se le generan en nuestro organismo. Mientras nos mantenemos con vida, nuestro pH sanguíneo varía un poco. Esto se debe pa la mezcla de las soluciones reguladoras que tenemos.Una sustancia regularo es el par ácido carbónico ( H2CO3) y ion bicarbonato (HCO3 -), que se produce durante la respiración , al reaccionar el CO2 con el agua del plasma sanguíneo según la siguiente reacción.CO2(g) + H2O(l) H2CO3(ac)La otra parte de este amortiguador es el ion biacrbonato.Si algún fenómeno aumenta el ion OH - en nuestra sangre, el ácido cárbonico reacciona para disminuir su concentración y evita que aumente el pH. Por el contrario, si entra H+ a la sangre, ion bicarbonato , reacciona para prevenir que disminuya el pH.El organismo tiene mecanismos para deshacerse del exceso de de dioxido de carbono; entre ellos estan el bostezo y el hipo.Por otro lado, la respiración rápida y profunda puede causar una deficiencia de CO2 en la sangre.Esto sucede cuando una persona ésta nerviosa o asustada y puede ser peligroso, porque reduce el nivel de ácido cárbónico en la sangre y aumenta el pH. Si esto sucede la persona puede respirar cubiendo la nariz y boca con una bolsade papel, loque aumenta la concentración de CO2 en el aire que inhala, obligando a que ingrese más CO2 a la sangre.De este modo se normaliza el pH sanguíneo .

6. Escala de pH: soluciones comunes

El pH de una disolución es una medida de la concentración de iones hidrógeno. Una pequeña variación en el pH significa un importante cambio en la concentración de los iones hidrógeno. Por ejemplo, la concentración de iones hidrógeno en los jugos gástricos (pH = 1) es casi un millón de veces mayor

7. El Balance del pH de los cosméticos

El pH de los cosméticos como el champú y los jabones es muy importante para nuestra  salud , porque si éste no es el adecuado puede ocasionar trastornos a la piel y al cabello.

Estructura del cabelloEl cabello humano es una estructura compleja y organizada. Esta estructura consta de una serie de capas formadas por una proteína llamada queratina. La capa externa o cutícula protege el cabello y evita que se reseque.Dentro del pelo se encuentran células muertas empacadas en unas fibras .Tanto el cabello como la piel tienen naturaleza ácida en sus condiciones originales.Según el tipo de cabello, el pH recomendado para el champú, reacondicionadores y oros cosméticos pueden variar; sin embargo, los Ph más adecuados son los ácidos medios y los alcalinos medios. Los ácidos se encuentran entre 3 y 6 de pH y los alcalinos entre 7 y 8 de pH. Un pH por debajo de 3 y por encima de 8 puede destruir el cabello.

El pH de los champúsLos champúes son básicamente jabones y detergentes sintéticos que sirven para remover la suciedad y la grasa del pelo. La mayoría de champús tienen un pH entre 3,5 y 8,5 esto es, levemente ácido, pero también hay alcalinos.

Los champús alcalinos esponjan el pelo y son muy efectivos porque en estos el pH la cutícula se abre, permitiendo a los agentes activos actuar en toda la estructura del cabello .Sien embargo no se recomienda usarlos con regularidad porque destruyen la cutícula .Después de usar un champú alcalino esnecesario usar un reacondicionador, los cuales tiene un pH ácido. De esta forma cierran la cutícula y hacen el cabello menos esponjoso y más suave.Los tintes y las soluciones para permanentes son sustancias muy alcalinas. Esto cosméticos disuelven la parte de la cutícula, y por ello dañan el cabello..Un cabello dañado es áspero, opaco y seco.Los champús ligeramente ácidos son los más adecuados y también los más vendidos. Estos fortalecen la cutícula del cabello y la aplanan. En estas condiciones el pelo se ve brillante y se siente suave al tacto.

El pH de los productos para la pielLa capa externa de la piel tiene una estructura de queratina como la del cabello. Los productos que dan brillo a la piel y la aclaran tiene un pH más alto son alcalinos. Su propósito es remover la capa externa de queratina, que puede tener células muertas.La células nuevas de la parte interna se ven frescas y vibrantes. Si se usan ocasionalmente estos productos pueden ayudar, pero su uso continuo daña la piel al eliminar continuamente las capas de células.Otro de los problemas con los jabones alcalinos es que eliminan la capa ácida que normalmente cubre la piel.Este fluido, formado por grasas, sudor y otras secreciones, es una defensa natural contra las infecciones bacterianas.Los jabones muy básicos puede neutralizar esta capaProtectora. Las personas que tiene acné o piel grasosa deben tener especial cuidado de no eliminar esta capa es de protección

8. Influencia del pH en los suelos de cultivo

Conocer el pH del suelo es importante para evaluar la relación suelo – planta. La mayoría de cultivos se desarrolla más favorablemente en los suelos con Ph cercano a 7, es decir, neutro.Aunque cada especie vegetal tiene un pH óptimo, la acidez del suelo también afecta la disponibilidad de nutrientes, las propiedades físicas de los suelos y la actividad de las  bacterias .Así , se ha comprobado que los suelos ácidosNo son convenientes para el desarrollo de la mayoría de los cultivos agrícolas forrajeros.Los suelos presentan un acidez mayor que la requerida para los cultivos, debido a varias razones como la siguientes:

La elevada extracción de nutrientes La abundancia de lluvias (el calcio y el magnesio son arrastrados por el agua) La fertilización con compuestos nitrogenados

Esto explica por qué los suelos de la selva, que son ácidos, no son tan buenos para la explotación agrícola. En esos terrenos, después de dos o tres cosechas el suelo se queda sin nutrientes; es decir, se empobrece.

9. Encalar los suelos reduce el pH

Los suelos ácidos requieren de la aplicación de enmiendas calcáreas que se usan como correctivos.Dicha técnicas se conoce como el encalado y consiste en añadir compuestos de calcio al suelo. Así, los iones bicarbonato (H CO3- ) neutralizan a los iones H+. Con ellos se busca llevar a los suelos a un pH cercano al pH entre 6,5 y 7,5.El pH neutro mejora la calidad del suelo y, por consiguiente, el de las cosechas. Sus efectos son los siguientes:

Aumenta la disponibilidad de calcio, de magnesio y de fósforo Aumenta la acción de las bacterias fijadoras de nitrógeno Se incrementa la cantidad y la acción de los microorganismos responsables de la

descomposición de la materia orgánica y de las transformaciones del nitrógeno, el azufre y el fósforo ( ciclos biológicos)

Se reduce la solubridad de elementos como el a aluminio y magnesio, que pueden ser tóxicos para las plantas.

En la técnica del encalado generalmente se usan sustancias como: El carbonato de calcio y magnesio se extraen de propósitos calcáreos o canteras. Conchilla molida, que son restos de conchas marinas. Cal viva u óxido de calcio y cal hidratada o hidróxido de calcio. Ambas tienen una reacción

rápida, sin embargo la cal viva no es aconsejada por algunos técnicos porque destruye la materia orgánica.

Objetivo: Demostrar que los pigmentos vegetales pueden emplearse como indicadores de pH.Hipótesis: Los pigmentos vegetales son sustancias químicas que cambian de color dependiendo del pH del medio.Material: 15 vasos desechables transparentes, 10 goteros, vinagre blanco, 10 limones, 100 gr de cal blanca, líquido limpiadorcon amonia, ácido muriático, 100 gr de flores de jamaica, 1 col morada, 1 betabel mediano, 4 zanahorias, 5 flores de tzempaxuchit l o cempasúchil, 20 flores de buganvilla, 1 navaja, 6 frascos de vidrio con tapa, papel aluminio y cinta para etiquetar.

Metodología1. Cortar en pequeños fragmentos a las zanahorias, betabel y col morada2. Colocar un poco de cal blanca en un frasco de vidrio y añadir agua, agita y tapa el frasco3. Preparar jugo con los limones, colocar en un frasco de vidrio y tapar4. Colocar en los vasos por separado las flores y los trozos de betabel , zanahoria y col morada5. Poner agua en un recipiente y hervir, apaga la flama y agregar el agua caliente a todos los vasos con los fragmentos y las flores6. Dejar enfriar los extractos7. Pasar por separada cada una de las soluciones sobre tela delgada o sobre papel filtro para cafetera con ayuda de un colador pequeño, recibir el líquido en un frasco de vidrio de boca ancha8. Tapar los frascos, envuélvelos en papel aluminio y almacenar las soluciones etiquetadas en el refrigerador9. Sacar los extractos del refrigerador 30 minutos antes de hacer la siguiente parte del experimento10. Colocar un poco de cada solución de los extractos en 5 diferentes vasos desechables y etiquetados11. A uno de los vasos añadir 5 gotas de jugo de limón etiquétalo y observar, hacer lo mismo por separado con: vinagre, ácido muriático, solución de cal blanca y limpiador con amonia12. Poner en línea a los vasos con las soluciones y las gotas y comparar con un vaso con la solución a la que no se haya agregado nada13. Ordenar los vasos de cada extracto de pH ácido a básico y observar los colores14. Analizar cuál de los extractos da mejores cambios de coloresVariantes: Utilizar otras flores, cambiar de agua caliente a agua a temperatura ambiente o fría, dejar los extractos cerca de una lámpara o una ventana y sin cubrir con papel aluminio.Conceptos Revisados : Pigmentos, extracción, macerado, pH, ácido, acidez, base, alcalinidad, pH de los vegetales y escala de pH.

ConclusionesDel experimento se puede concluir- Los pigmentos vegetales son un buen indicador de pH- Los líquidos en las plantas se encuentran a un pH neutro- Los colores de la escala de pH utilizados en el papel indicador fueron tomados de los colores de los pigmentos a diferentes concentraciones de ácidos y bases

Muy ácida pH 4 o menos

jugos gástricos (2,0)limón (2,3)vinagre (2,9)refrescos (3,0)vino (3,5)naranja (3,5)tomate (4,2)

Moderadamente ácida pH 5 lluvia ácida (5,5)

Ligeramente ácida pH 6 leche de vaca (6,4)

Neutra pH 7

saliva en reposo (6,6)agua pura (7,0)saliva al comer (7,2)sangre humana (7,4)

Ligeramente alcalina pH 8

huevos frescos (7,8)agua de mar (8,0)solución bicarbonato sódico (8,4)

Moderadamente alcalina pH 9 Dentífrico 9,5

Muy alcalina pH 10 o másleche de magnesia (10,5)amoníaco casero 11,5

En general los cultivos que llamarán nuestra atención necesitarán una solución que va desde moderadamente ácida a neutra. A continuación una tabla con los pH apropiados para cada tipo de cultivo:

pH 4,5 a 5,5

Ageratum blancoAltramuzAretusaArnicaAzaleaBatata dulceBluebead

CameliaChaifernEverlasting PearlGardeniasHelecho miriáceoLirio carolinaLirio del Valle

OrquídeasRemínculoRoble de arbustoRododendroRosasVerónicaVesentósigo

pH 5,5 a 6,0

AltramuzAzul europeoBocoliaCacahuateCalceolariaCarraspique

ClavelDaliasGuisante de olorHortensiaLiriosMelones

MentaNaboPolipodioSandíaSiemprevivaTomates

pH 6,7 a 7,0

AdormideraAguileñaAlhelíAnémonaApioAsterAster ChinoAzafránBegoniaBerrazaBerzaBetabelCalabazasCaléndulas

ChileDon Diego del díaEspárragoEspinacaEspuela de CaballeroFlor de jardínFloxFresasFrijolGailardiaGeranioGirasolGladiolosGysophilias

MastuerzoMentaNaboNaranjoNarcisosNo me olvidesPasionariaPentstemenPeoníaRábanosRepolloResedáSaxifrageTabaco

CebollaCentauraColiflorCoreopsisCrisantemosChícharo

HabasJacintosLimónLirio del díaMaizMariposas

TulipanesVerbenaVioletasVisteriaZanahoria

pH 7,0 a 7,5

AlamosAlfalfaAlgodónAvenaBerabelCalabazasCañameroCebadaCerezos

CiruelosDuraznoFrambuesaGroselleroManzanoMelonesPapayasPastos de prado

PatatasPepinosPerasTrigoUva crespaVelloritaVidZinia

10. Ácidos y bases

Ácidos y bases, dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas. Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de neutralización. Esta reacción en la que, generalmente, se forman agua y sal, es muy rápida. Así, el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio:H2SO4 + 2NaOH⇋2H2O + Na2SO4

Primeras teoríasLos conocimientos modernos de los ácidos y las bases parten de 1834, cuando el físico inglés Michael Faraday descubrió que ácidos, bases y sales eran electrólitos por lo que, disueltos en agua se disocian en partículas con carga o iones que pueden conducir la corriente eléctrica. En 1884, el químico sueco Svante Arrhenius (y más tarde el químico alemán Wilhelm Ostwald) definió los ácidos como sustancias químicas que contenían hidrógeno, y que disueltas en agua producían una concentración de iones hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH-. La reacción de neutralización sería:H+ + OH-⇋H2OLa teoría de Arrhenius y Ostwald ha sido objeto de críticas. La primera es que el concepto de ácidos se limita a especies químicas que contienen hidrógeno y el de base a las especies que contienen iones hidroxilo. La segunda crítica es que la teoría sólo se refiere a disoluciones acuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones ácido-base que tienen lugar en ausencia de agua.

Teoria de Bronsted-LowryUna teoría más satisfactoria es la que formularon en 1923 el químico danés Johannes Brønsted y, paralelamente, el químico británico Thomas Lowry. Esta teoría establece que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno H+) y las bases sustancias capaces de aceptarlos. Aún se contempla la presencia de hidrógeno en el ácido, pero ya no se necesita un medio acuoso: el amoníaco líquido, que actúa como una base en una disolución acuosa, se comporta como

un ácido en ausencia de agua cediendo un protón a una base y dando lugar al anión (ion negativo) amida:NH3 + base⇋NH2- + base + H+

El concepto de ácido y base de Brønsted y Lowry ayuda a entender por qué un ácido fuerte desplaza a otro débil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra débil). Las reacciones ácido-base se contemplan como una competición por los protones. En forma de ecuación química, la siguiente reacción de Acido (1) con Base (2)

Ácido (1) + Base (2)⇋Ácido (2) + Base (1)se produce al transferir un protón el Ácido (1) a la Base (2). Al perder el protón, el Ácido (1) se convierte en su base conjugada, Base (1). Al ganar el protón, la Base (2) se convierte en su ácido conjugado, Ácido (2). La ecuación descrita constituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda. La reacción efectiva tendrá lugar en la dirección en la que se produzca el par ácido-base más débil. Por ejemplo, HCl es un ácido fuerte en agua porque transfiere fácilmente un protón al agua formando un ion hidronio:HCl + H2O⇋H3O+ + Cl-En este caso el equilibrio se desplaza hacia la derecha al ser la base conjugada de HCl, Cl-, una base débil, y H3O+, el ácido conjugado de H2O, un ácido débil.Al contrario, el fluoruro de hidrógeno, HF, es un ácido débil en agua y no transfiere con facilidad un protón al agua:HF + H2O⇋H3O+ + F-Este equilibrio tiende a desplazarse a la izquierda pues H2O es una base más débil que F- y HF es un ácido más débil (en agua) que H3O+. La teoría de Brønsted y Lowry también explica que el agua pueda mostrar propiedades anfóteras, esto es, que puede reaccionar tanto con ácidos como con bases. De este modo, el agua actúa como base en presencia de un ácido más fuerte que ella (como HCl) o, lo que es lo mismo, de un ácido con mayor tendencia a disociarse que el agua:HCl + H2O⇋H3O+ + Cl-El agua también actúa como ácido en presencia de una base más fuerte que ella (como el amoníaco):NH3 + H2O⇋NH4+ + OH-

11. Fuerza de los ácidos y de las bases

La Fuerza de un ácidos (HA) es forma de indicar cuanto del total de sus moléculas s e disocia en el protón H+ y en el anión correspondiente cuando se disuelve en agua.Según la cantidad de iones que formen, los ácidos pueden clasificarse de la siguiente manera :

Ácidos fuertesLos ácidos fuerte, llamados también electrolitos fuertes, son aquellos que en disolución acuosa se disocian por completo, y, por lo tanto, ceden a la solución una cantidad de iones de H+.

Los ácidos fuertes son corrosivos, disuelven la mayoría de los metales y producen graves quemaduras en la piel

Ácidos Fuertes Fórmula

A. perclórico HClO4

A. sulfúrico H2SO4

A. Yodhídrico HI

A. Bromhídrico HBr

A. Clorhídrico HCl

A. Nítrico HNO3

Ácidos débilesLos ácidos débiles son ácidos que en la solución acuosa no disocian por completo, es decir, que liberan sólo por una parte muy pequeña de sus iones H+. Son ácidos débiles el ácido acético (Vinagre), el ácido fosfórico y todos los ácidos orgánicosEl ácido acético es un buen ejemplo de ácido débil, porque en una disolución acuosa 1ama se ioniza menos de 0,5 % de las moléculas del ácido y 99,5% permanece como moléculas.Es importante destacar que la fuerza de un ácido no es lo mismo que su concentración. La concentración, es la cantidad de soluto disuelto en unvolumen dado de la disolución; en cambio la fuerza es la disolución de sus moléculas en iones.Tanto la fuerza como la concentración de los ácidos son importantes para determinar el tipo d reacción que un ácido puede llevar a cabo, así como cuánto daño puede hacer a las células del organismo.Ejemplo:, los ácidos fuertes, como el clorhídrico y el sulfúrico, causan severos daños a la piel, ojos y muchas cosas, en aun bajas concentraciones. En cambio los ácidos débiles en bajas concentraciones, como el vinagre , no suelen ser peligrosos pero podrían llegar a serlo : le mismo ácido acético concentrado causa quemaduras y provoca irritación en el tuvo respiratorio si se inhala sus vapores.Las bases también pueden clasificarse como débiles y fuertes, según la cantidad de iones que liberan en una solución

Bases FuertesLas bases fuerte, llamadas también electrolitos fuertes, son aquellas capaces de disociarse totalmente en iones de HidróxidoPor lo general, los óxidos e hidróxidos de los grupos alcalinos y alcalinotérreos forman bases fuerte.Las base fuerte, aún en bajas concentraciones resultan ser muy corrosivas y dañinas para los tejidos, animales y vegetales.Por ejemplo el NaOH o soda cáustica (producto que puede encontrase con frecuencia en los hogares) es ALTERNAMENTE REACTIVO, por lo que resulta muy útil para la limpieza de las tuberías atascadas por diversos residuos. Este producto debe manejarse con cuidad, porque puede producir quemaduras en la piel.

Bases Fuertes Formulas

Hidróxido de Litio LiOH

Hidróxido de sodio NaOH

Hidróxido de potasio KOH

Hidróxido de calcio Ca (OH)2

Hidróxido de estroncio Sr(OH)2

Hidróxido de bario Ba (OH)2

Hidróxido de magnesio Mg (OH)2

Bases DébilesBase débiles son sustancias que en disolución acuosa no se disocian por ejemplo en sus iones. Por ejemplo, el amoniaco es una base débil, porque en una solución acuosa 1M solo 0,5 % de sus moléculas se disocian en iones de amonio y iones de OH Y cerca de 99,5% permanece intacto

Otras bases son el hidróxido de aluminio y el hidróxido férricoLa gran mayoría de ácidos y de bases se clasifican como débiles, pero por ese motivo no dejan de ser importantes. La mayor parte de las reacciones químicas en los seres vivos se producen se producen entre ácidos y bases débiles, de allí la gran importancia de su comportamiento.Las bases débiles concentradas también deben manejarse con cuidado, pues resultan dañinas y hasta venenosas. Un ejemplo es el amoniaco, que en solución acuosa se conoce como hidróxido de amoniaco: en contacto con el aire libre libera gas amoniaco con gran rapidez. Este gas es muy tóxico si se inhala, e irrita ojos y mucosa.

Ácidos y bases corrientes

NOMBRE FÓRMULA PRESENTE EN

Ácidos

Ácido acético HC2H3O2 Vinagre

Ácido acetilsalicílico HC9H7O4 Aspirina

Ácido ascórbico H2C6H6O6 Vitamina C

Ácido cítrico H3C6H5O7 Jugo de limón y de otros cítricos

Ácido clorhídrico HCI Jugos gástricos(líquidos digestivos del estómago)

Ácido sulfúrico H2SO4 Pilas

Bases

Amoníaco NH3 Limpiadores domésticos(solución acuosa)

Hidróxido de calcio Ca(OH)2 Cal apagada(utilizada en construcción)

Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Lechada de magnesio(antiácido y laxante)

Hidróxido de potasio (tambiénllamado potasa cáustica)

KOH Jabón suave

Hidróxido de sodio NaOH Limpiadores de tuberías y hornos

Acidez

Para el síntoma de dolor en el esófago, véase agruras o pirosis.

Animación que muestra el proceso de titulación y que permite observar la forma de hacer una

gráfica de valoración ácido-base.

La acidez de una sustancia es el grado en el que es ácida. El concepto complementario es

la basicidad.

La escala más común para cuantificar la acidez o la basicidad es el pH, que sólo es aplicable

para disolución acuosa. Sin embargo, fuera de disoluciones acuosas también es posible determinar y

cuantificar la acidez de diferentes sustancias. Se puede comparar, por ejemplo, la acidez de los

gases dióxido de carbono (CO2, ácido), trióxido de azufre (SO3, ácido másfuerte) y dinitrógeno (N2,

neutro).

Asimismo, en amoníaco líquido el sodio metálico será más básico que elmagnesio o el aluminio.

En alimentos el grado de acidez indica el contenido en ácidos libres. Se determina mediante una

valoración (volumetría) con un reactivo básico. El resultado se expresa como el % del ácido

predominante en el material. Ej: En aceites es el % en ácido oléico, en zumo de frutas es el %

en ácido cítrico, en leche es el % en ácido láctico.

[editar]Determinación de acidez

La acidez de una sustancia se puede determinar por métodos volumétricos. Ésta medición se realiza

mediante una titulación, la cual implica siempre tres agentes o medios: el titulante, el titulado (o

analito) y el colorante.

Cuando un ácido y una base reaccionan, se produce una reacción; reacción que se puede observar

con un colorante. Un ejemplo de colorante, y el más común, es la fenolftaleína (C20 H14 O4), que vira

(cambia) de color a rosa cuando se encuentra presente una reacción ácido-base.

El agente titulante es una base, y el agente titulado es el ácido o la sustancia que contiene el ácido.

El procedimiento se realiza con un equipo de titulación que consiste en una bureta, un vaso de

precipitado, un soporte universal y un anillo con su nuez. Se adicionan dos o tres gotas de

fenolftaleína (o colorante) y se comienza a titular (dejar caer gota a gota del agente titulante sobre el

titilado) hasta obtener un ligero vire a rosa (en el caso de la fenolftaleína) que dure 30 segundos

cuando mínimo. Si es muy oscuro, la titulación ha fracasado. Se mide la cantidad de agente titulante

gastado (o gasto de bureta) y se utiliza la normalidad de la sustancia.

Se emplea entonces la siguiente fórmula:

Donde

GB = Gasto de bureta [se mide en] mL.

N = Normalidad del agente titulante.

Peq = u.m.a. del ácido de muestra

A = Alicuota en mL de muestra (titulada).

La fórmula determina la cantidad de gramos del ácido determinado por litro de muestra ( ) Si

queremos obtener la acidez en función del porcentaje entonces el Peq lo dividiremos entre 100.

El Peq de una ácido se calcula dividendo el Peso molecular entre el número de iones H+1.

Por ejemplo: el peso equivalente del HCl es 36, ya que su PM peso molecular es de 36 (H = 1

u.m.a + Cl = 35 u.m.a) y sólo tiene un ión H+1. De esa forma se puede determinar la acidez de

cualquier sustancia.

Los agentes titulantes a emplear varían según el ácido a determinar. Por ejemplo, si queremos saber

la acidez de ácido oleico utilizaremos hidróxido de potasio (KOH), o si vamos a determinar ácido

láctico emplearemos hidróxido de sodio(NaOH).

[editar]Tipos de acidez

A nivel industrial, se consideran dos tipos de acidez. Se tiene la acidez natural y la acidez

desarrollada. La acidez natural se debe a la composición natural del alimento o sustancia. La acidez

desarrollada se debe a la acidificación de la sustancia ya sea por procesos térmicos, enzimáticos o

microbiológicos.

La que posee importancia en el aspecto tecnológico es la desarrollada. Ésta suele determinar la

sanidad industrial de la sustancia para obtener productos secundarios las derdadas.

Autoionización del agua

La autoionización del agua (también llamada autodisociación del agua) es la reacción química en

la que dosmoléculas de agua reaccionan para producir un ión hidronio (H3O+) y un ión

hidróxido (OH−):

2 H2O (l)   H3O+ (aq) + OH− (aq)

Este es un ejemplo de autoprotólisis, y se basa en la naturaleza anfotérica del agua.

El agua, aunque sea pura, no es una simple colección de moléculas de H2O. Incluso en "agua pura",

un equipo sensible puede detectar una conductividad muy leve de 0,055 μS · cm-1. Según las teorías

de Arrhenius, esto se debe a la presencia de iones.

[editar]Concentración y frecuencia

La anterior reacción tiene una constante de equilibrio químico de:

Keq = ([H3O+] [OH−]) / [H2O]2 = 3,23.10−18.

Así la constante de constante de acidez es:

Ka = Keq . [H2O] = ([H3O+] [OH−]) / [H2O] = 1,8.10−16.1

Para reacciones en agua (o en soluciones acuosas diluidas), la molaridad (una unidad de

concentración) del agua, [H2O], es prácticamente constante y se omite por convenio de la expresión

de la constante de acidez. La constante de equilibrio que resulta se denomina constante de

ionización, constante de disociación, constante de autoionización, oproducto iónico del agua y

se simboliza por Kw.

Kw = Ka . [H2O] = Keq . [H2O]2 = [H3O+] . [OH−]

donde

[H3O+] = molaridad del ión hidrógeno o hidronio, y

[OH−] = molaridad del ión hidróxido.

En condiciones estándar de presión y temperatura, alrededor de 25 °C (298 K):

Kw = [H3O+] . [OH−] = 1,0 . 10−14.

El agua pura se ioniza o disocia en cantidades iguales de H3O+ y OH−, por lo que sus molaridades

son iguales:

[H3O+] = [OH−]

En condiciones estándar las concentraciones de hidróxido e hidronio son ambas tan bajas como 1,0 .

10−7 mol/L y los iones rara vez se producen: una molécula de agua seleccionada al azar se disocia

aproximadamente cada 10 horas.2Puesto que la concentración de moléculas de agua en el agua está

en su mayor parte sin afectar por la disociación y [H2O] es aproximadamente de 56 mol/L, se

deduce que por cada 5,6 . 108 moléculas de agua, existirá un par de moléculas como iones.

Cualquier solución en la que las concentraciones de H3O+ y OH− sean iguales se considera una

solución neutra. El agua totalmente pura es neutra, aunque incluso pequeñas cantidades de

impurezas pueden afectar a estas concentraciones de iones y el agua ya no sería neutra. Kw es

sensible a la presión y la temperatura, aumentando cuando alguno de ellos aumenta.

Cabe señalar que el agua desionizada es el agua del grifo o de fuentes naturales a la que se le han

quitado la mayoría de iones impureza (como Na+ y Cl-) por medio de la destilación o algún otro

método de purificación de agua. La eliminación de todos, los iones del agua es casi imposible, ya

que el agua se autoioniza para alcanzar el equilibrio.

[editar]Dependencia de la presión y la temperatura

Dependencia de la temperatura de la constante de ionización del agua a 25 MPa.

Dependencia de la presión de la constante de ionización del agua a 25 °C.

Por definición, pKw = −log10 Kw. En conciciones normales, pKw = −log10 (1,0 . 10−14) = 14,0. El valor

de pKw varía con la temperatura. Cuando aumenta la temperatura, pKwdisminuye; y cuando la

temperatura disminuye, pKw aumenta (para temperaturas por encima o alrededor de 250 °C). Esto

significa que la autoionización del agua generalmente aumenta con la temperatura.

También hay una (generalmente pequeña) dependencia de la presión (aumenta cuando se aumenta

la presión). La dependencia de la ionización del agua de la temperatura y la presión ha sido bien

investigada y existe una formulación estándar.3

[editar]Acidez

El pH es una medida logarítmica de la acidez (o alcalinidad) de una solución acuosa. Por definición,

pH = −log10 [H3O+].

Dado que [H3O+] = [OH−] en una solución neutra, matemáticamente se deduce que, para una

solución neutra el pH = 7 (en condiciones normales).

La autoionización es el proceso que determina el pH del agua. Dado que la concentración de ión

hidronio en c.n. (25 °C) es aproximadamente 1,0 . −7 mol/L, el pH del agua líquida pura a esta

temperatura es 7. Dado que Kw aumenta cuando lo hace la temperatura, el agua caliente tiene una

mayor concentración de iones hidronio que el agua fría, pero esto no significa que sea más ácida, ya

que la concentración de hidróxido es también superior en la misma cantidad.

[editar]Mecanismo

Geissler et al. Han determinado que las fluctuaciones del campo eléctrico en el agua líquida causa la

disociación molecular.4 Ellos proponen la siguiente secuencia de acontecimientos que tiene lugar en

alrededor de 150 fs: el sistema comienza en un estado neutro, las fluctuaciones aleatorias en los

movimientos moleculares de vez en cuando (alrededor de una vez cada 10 horas por la molécula de

agua) producen un fuerte campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para romper un enlace

oxígeno-hidrógeno, dando como resultado un ión hidróxido (OH-) y un ión hidrógeno (H3O+); el

protón del ion hidronio se desplaza a través de las moléculas de agua por el  mecanismo de

Grotthuss, y un cambio en la red de enlaces de hidrógeno en el disolvente aísla a los dos iones, que

se estabilizan por solvatación.

En menos de 1 ps, sin embargo, una segunda reorganización de la red de enlaces de hidrógeno

permite la rápida transferencia del protón gracias a la diferencia de potencial eléctrico y dando lugar

a la posterior recombinación de los iones. Este período es coherente con el tiempo necesario para

que los enlaces de hidrógeno se reorienten por sí mismos en el agua.5 6 7

[editar]Efectos isotópicos

El agua pesada, D2O, se autoioniza menos que el agua normal, H2O; el

oxígeno forma un enlace ligeramente más fuerte con

el deuterio porque la mayor masa del deuterio da como resultado una

menor energía del punto cero, un efecto mecanocuántico. La tabla

siguiente compara los valores de pKw para el H2O y el D2O.8

T (°C) H2O D2O

10 14.5346 15.439

20 14.1669 15.049

25 13.9965 14.869

30 13.8330 14.699

40 13.5348 14.385

50 13.2617 14.103