ACIDOS Y BASES acidos y bases
SALES
CALOR DE NEUTRALIZACION
pH
INDICADORES
REGRESAR

El término ácido es asociado con líquidos altamente peligrosos y corrosivos, razón que no es cierta del todo, ya que existen ácidos en una infinidad de frutas y verduras que no son propiamente corrosivos o en medicamentos para el dolor de cabeza, como el ácido acetilsalicílico. Los términos base y álcali probablemente no resulten familiares, sin embargo, están presentes en productos de limpieza con amonia, en la sosa utilizada para remover cochambre, aun en remedios contra las agruras o acidez como el bicarbonato de sodio, en las sales derivadas de la uva y los geles de aluminio o magnesio.

Los ácidos son sustancias que en disolución acuosa forman iones hidronio H3O. Las bases son sustancias que en disolución acuosa forman iones hidroxilo OH- .

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), químico francés, fue el primero en estudiar los ácidos y las bases. Observó que los ácidos se formaban disolviendo en agua el producto obtenido al quemar elementos no metálicos en atmósfera de oxígeno (óxidos no metálicos). Posteriormente, Humphrey Davy (1778-1829), químico inglés, demostraría que el ácido clorhídrico carecía de oxígeno.

Por la misma época, Gay-Lussac (1778-1850), físico y químico francés, comprobó que el ácido cianhídrico tampoco contenía oxígeno. Davy y Gay-Lussac sugirieron que las propiedades de los ácidos se debían a su contenido en hidrógeno y no en oxígeno. Diversas teorías han tratado de precisar los conceptos de ácido y base con mayor fundamento. Según Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis, ácidos y bases pueden considerarse químicamente opuestos, ya que al reaccionar entre ellos se neutralizan entre sí, cambiando las propiedades iniciales características en ambos. De hecho, la química de estas reacciones entre ácidos y bases se conoce como reacción de neutralización y es de las más antiguas que se han identificado.

Propiedades de los ácidos :

ACIDOS FUERTES ACIDOS DEBILES acido citrico
HCIO4 ácido perclorico H2C O3 ácido carbónico
HCI ácido clorhídrico H2S ácido fsulfhídrico
H2SO4 ácido sulfúrico HC3–COOH ácido acético (compuesto orgánico)
HNO3 ácido nítrico HBrO ácido hipobromoso

Propiedades de las bases :

Bases fuertes Bases débiles sosa para producir jabones
NaOH hidróxido de sodio (sosa cáustica) NH4OH hidróxido de amonio
KOH hidróxido de potasio (potasa) NH2OH hidroxilamina
LiOH hidróxido de litio Ca(OH)2 hidróxido de calcio (cal apagada)

ACIDOS Y BASES EN LA COCINA

Los ácidos y las Bases tienen un papel fundamental no sólo en la preparación de los alimentos sino en su conservación.

Nuestras abuelitas aprendieron que poner un poco de bicarbonato o tequesquite del Nahualt tetl "piedra" y quizquitl "brotante" en el agua empleada para cocer los vegetales hacía que estos no perdieran su color verde. Lo que seguramente no sabían es que durante el cocimiento se libera el ácido contenido en las células del vegetal y cambia el color de la clorofila, pero con el bicarbonato presente en el agua el ácido se neutraliza y los vegetales conservan su color.

Otra forma de mantener el color verde brillante de los vegetales es cocerlos en olla de cobre o de aluminio, porque durante la cocción se forman el hidróxido de cobre II Cu(OH)2 o el hidróxido de aluminio III Al(OH)3 según sea el caso se neutraliza el ácido responsable de la pérdida del Mg de la clorofila.

Si agregas unas gotas de limón o vinagre a un vaso de leche, observarás el mismo fenómeno pero en menor tiempo. La leche además de coagularse por medio de un ácido, también lo hace por calor los flanes y las natillas son ejemplo de ello. En general un medio ácido alarga alarga la vida de los alimentos, razón por la cual se fermentan intencionalmente el yogur, el vinagre y el queso.

En el polvo para hornear que incluyen las recetas de panes y pasteles contienen las sustancias químicas que producen el dióxido de carbono CO2: Bicarbonato de sodio NaHCO3, fostato ácido de calcio CaHPO4 y el sulfato doble de sodio y aluminio [NaAl(SO4)2].

El dióxido de carbono que se desprende se distribuye por toda la masa o pasta en pequeñas burbujas que se expanden durante el horneado, dándole la ligereza al producto final.

Cuando se utiliza levadura (un microorganismo vivo) el proceso es más lento y diferente, la levadura metaboliza los azúcares que contiene la masa y se produce alcohol etílico y dióxido de carbono. El alcohol etílico se evapora durante el proceso de horneado y el dióxido de carbono se distribuye durante el amasado, se expande y provoca que la masa suba. Los egipcios fueron los primeros en descubrir que dejando fermentar la masa se producen gases que hacian al pan más ligero.

ACIDO O BASE DONDE SE ENCUENTRA
ácido acético vinagre
ácido acetil salicílico aspirina
ácido ascórbico vitamina C
ácido cítrico zumo de cítricos
ácido clorhídrico sal fumante para limpieza, jugos gástricos
ácido sulfúrico baterías de coches
amoníaco (base) limpiadores caseros
hidróxido de magnesio (base) leche de magnesia (laxante y antiácido)

SALES

las sales tienen colores, sulfato de cobre (sal azul)

Cuando se neutralizan dos soluciones, una básica con otra ácida, quedan en disolución iones positivos originarios de la base y negativos provenientes del ácido. Cada ion estará rodeado de moléculas de agua (solvatado), lo que evitará que se una un ion negativo con uno positivo. Si se evapora el agua, llegará el momento en que los iones se unan formando cristales de una sal. Una sal es un compuesto formado a partir del ion negativo de un ácido y del ion positivo de una base. Según S. Arrhenius, una neutralización se efectúa entre un ácido y una base para formar una sal y agua.

Una sal es un compuesto cristalino formado a partir del ion negativo de un ácido y del ion positivo de una base. No necesariamente de una neutralización vamos a obtener sales neutras, también sales ácidas y básicas se pueden producir.

Sales neutras se forman cuando todos los iones hidrógeno (H+) del ácido son sustituidos por un metal.

ejemplos:

KNO3 nitrato de potasio
Na2SO4 sulfato de sodio
K2CO3 carbonato de potasio

Sales ácidas se forman por la sustitución parcial de los iones hidrógeno (H+) de un ácido por un catión metálico, ejemplos:

NaHSO4 sulfato ácido de sodio o bisulfato de sodio
NaHCO3 carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio
KHSO4 sulfato ácido de potasio o bisulfato de potasio

Sales básicas son aquellas cuyo catión contiene todavía iones hidroxilo OH–;

por ejemplo:

ZnOHCl cloruro monobásico de zinc
Bi(OH)2NO3 nitrato dibásico de bismuto
CaOHCl cloruro monobásico de calcio

Propiedades y características de las sales

CALOR DE NEUTRALIZACIÓN

La experiencia indica que todas las reacciones químicas son acompañadas de desprendimiento o absorción de energía en forma de calor. Se ha comprobado experimentalmente que la cantidad de energía calorífica desprendida o absorbida en las reacciones, depende de la clase de reactivos y de los productos de la reacción, de las cantidades empleadas, así como de la temperatura y presión.

Una reacción química exotérmica es la que se produce con desprendimiento de calor. Mientras que a las realizadas con absorción de calor se les llama endotérmicas. La reacción química de neutralización es aquella en la que un ácido reacciona con una base, dando lugar a una sal y agua. La formación del agua actúa como la fuerza impulsora de la neutralización, ya que este compuesto sólo se ioniza ligeramente y en su formación genera desprendimiento de calor. Esto sucede en ácidos fuertes como el clorhídrico, sulfúrico, nítrico, etc., cuando se neutralizan con bases fuertes como los hidróxidos de sodio o potasio.

pH

BASE NEUTRO ÁCIDO
. . . . . . .. . . . . . . .
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Los químicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más básico). En la tabla siguiente aparece el valor del pH para algunas sustancias comunes.

pH DE ALGUNAS SUSTANCIAS
sustancia pH sustancia pH
jugos gástricos 2,0 amoníaco casero 11,5
limones 2,3 leche de magnesia 10,5
vinagre 2,9 pasta de dientes 9,9
refrescos 3,0 disolución saturada de bicarbonato sódico 8,4
vino 3,5 agua de mar 8,0
naranjas 3,5 huevos frescos 7,8
tomates 4,2 sangre humana 7,4
lluvia ácida 5,6 saliva (al comer) 7,2
orina humana 6,0 agua pura 7,0
leche de vaca 6,4 saliva (reposo) 6,6

INDICADOR

col morada

Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida, o básica.

La escala de pH —igual al logaritmo negativo de la concentración de H3O+— se utiliza para indicar la acidez o basicidad de cualquier disolución acuosa.

Para poder comparar la acidez y la basicidad en las disoluciones se utiliza una escala numérica llamada escala pH. Si la disolución tiene un pH menor que 7 se dice que es ácida; si el pH es mayor que ese número, básica. El pH igual a 7 indica que la disolución es neutra, éste es el caso del agua destilada (químicamente pura), a 25 º C y el pH fisiológico de la sangre es 7.4.

Funcionamiento de los indicadores en disoluciones ácidas o básicas Estos indicadores se usan en cantidades muy pequeñas (2 a 3 mg en una disolución) y algunos de ellos funcionan de la siguiente manera: Los indicadores cambian su estructura al modificarse el pH, estos cambios hacen que viren de color de forma reversible, por ejemplo: la fenolftaleína por cambio en pH puede pasar de incolora a roja y viceversa.

Indicador Cambio de color
Ácido + fenoltaleína incolora
Ácido + papel tornasol azul rosa
Ácido + anaranjado de metilo roja
Base + fenoltaleína roja
Base + papel tornasol rojo azul
Base + anaranjado de metilo amarilla

Otros indicadores importantes son: rojo de metilo, rojo de fenol, violeta de metilo, azul de bromofenol, verde de bromocresol, entre otros. Sin embargo, existen limitaciones en el empleo de los indicadores como en las soluciones coloreadas, ya que el color de una disolución puede disfrazar cambios del indicador; sumado a esto, la limitación del ojo humano para distinguir un ligero cambio de color. Una manera de medir el pH es el uso del potenciómetro. Este aparato mide el pH por medio de electrodos.

Fabricación casera de un indicador

Las Coles moradas, parecidas a repollos y de color violeta, contienen en sus hojas un indicador que pertenece a un tipo de sustancias orgánicas denominadas antocianinas. Para extraerlo :

Nota de seguridad

El amoniáco es un veneno. Identifica adecuadamente el recipiente que lo contiene.

No lo pruebes, y no lo dejes en un sitio donde alguien pudiera probarlo por error

Test de respiración (para gastar una broma)

Dale a alguien un vaso que contiene un poco de agua con extracto de lombarda y unas gotas de amoniaco casero y pídele que sople a través de una pajita de refresco. Puedes presentarlo como un test de alcohol, mal aliento, etc. La disolución pasará de color verde esmeralda a azul oscuro. Si ahora le añades vinagre, la disolución adquirirá un color rojo. Al soplar expulsamos dióxido de carbono (CO2) que en contacto con el agua forma ácido carbónico (H2CO3). Este ácido formado, neutraliza el amoníaco que contiene la disolución. Al añadir vinagre la solución adquiere un pH ácido

Profr. Ricardo Caudillo S.

arriba