Importancia de ácidos y bases en la vida cotidiana e industrial
Después de un almuerzo grande, a Sebastián le arde el estómago y se toma una tableta antiácida. Al lavarte las manos, el jabón quita la grasa. Un campesino del Eje Cafetero echa cal a su finca. Tres situaciones distintas, una misma idea: el pH de un medio decide qué reacciones ocurren y cuáles no. En esta página verás por qué, y al final volveremos a Sebastián.
El estómago: un ácido que trabaja
Tu estómago produce ácido clorhídrico, $HCl$, que forma parte del jugo gástrico. Su pH está entre 1 y 3, mucho más ácido que el jugo de limón (pH cerca de 2 a 2,5 en la escala, pero con menos $H^+$ que el jugo gástrico en los casos más ácidos).
¿Para qué sirve tanta acidez?
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Ayuda a digerir las proteínas: activa la enzima pepsina, que trabaja bien solo en medio muy ácido, y desdobla las proteínas en trozos más pequeños.
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Defiende el cuerpo: mata muchas bacterias que llegan con la comida.
La pared del estómago se protege con una capa de moco. Si hay demasiado ácido o el moco falla, aparece el ardor o la gastritis.
En el estómago se produce ácido clorhídrico, que forma parte del jugo gástrico. Explica con tus palabras cuál es la función de este ácido en la digestión y por qué el pH…
En el estómago se produce ácido clorhídrico, que forma parte del jugo gástrico. Explica con tus palabras cuál es la función de este ácido en la digestión y por qué el pH del estómago es muy bajo.
Antiácidos: neutralizar un poco
Un antiácido contiene una base débil, como el hidróxido de magnesio $Mg(OH)_2$. Reacciona con el $HCl$ del estómago en una neutralización: ácido + base → sal + agua.
$$Mg(OH)_2 + 2\,HCl \rightarrow MgCl_2 + 2\,H_2O$$Vuelve al principio: Sebastián siente alivio porque la base neutraliza parte del $HCl$, y el pH sube un poco, sin volverse básico.
Después de una comida abundante, Sebastián siente ardor en el estómago y toma una tableta antiácida que contiene hidróxido de magnesio $Mg(OH)2$. a) Explica qué tipo de…
Después de una comida abundante, Sebastián siente ardor en el estómago y toma una tableta antiácida que contiene hidróxido de magnesio $Mg(OH)_2$.
- a) Explica qué tipo de reacción ocurre entre el antiácido y el ácido clorhídrico del estómago.
- b) Indica por qué el pH del estómago aumenta un poco, pero no debe llegar a ser básico, y qué pasaría si el estómago perdiera su acidez normal.
La sangre: un pH que debe quedarse quieto
La sangre tiene un pH cercano a 7,4, y solo tolera variaciones muy pequeñas. Tus células producen $CO_2$ al respirar (respiración celular). El $CO_2$ pasa a la sangre y reacciona con el agua:
$$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$$Fíjate en el equilibrio: más $CO_2$ produce más $H_2CO_3$ y más $H^+$, así que el pH baja. Si respiras más y expulsas $CO_2$ por los pulmones, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, hay menos $H^+$ y el pH sube.
Después de correr produces más $CO_2$ y el pH tiende a bajar. Por eso respiras más rápido: el cuerpo saca el $CO_2$ y recupera el valor de 7,4.
Durante la respiración celular, las células producen dióxido de carbono $CO_2$, que pasa a la sangre y reacciona con el agua:…
Durante la respiración celular, las células producen dióxido de carbono $CO_2$, que pasa a la sangre y reacciona con el agua:
$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$
- a) Explica por qué un aumento del $CO_2$ en la sangre tiende a disminuir su pH.
- b) Explica por qué respirar más rápido después de correr ayuda a que el pH de la sangre vuelva a su valor normal, cercano a 7,4.
El suelo y los fertilizantes
Las plantas toman nutrientes del suelo, y muchos se absorben mejor con un pH moderado, entre 6 y 7 aproximadamente. Un fertilizante aporta nutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio) que el suelo ya no tiene en cantidad suficiente. El nitrato de amonio, por ejemplo, aporta nitrógeno al café.
Algunos fertilizantes también cambian el pH. El sulfato de amonio libera $NH_4^+$, que con el tiempo acidifica el suelo.
Si el suelo es demasiado ácido, se corrige con cal agrícola (óxido o hidróxido de calcio, o la dolomita). Son bases: sus iones $OH^-$ (o $O^{2-}$ que se convierten en $OH^-$ con el agua) neutralizan el exceso de $H^+$.
$$Ca(OH)_2 + 2\,H^+ \rightarrow Ca^{2+} + 2\,H_2O$$Pero la cal en exceso sube demasiado el pH. Entonces algunos nutrientes (como el hierro) quedan «atrapados» y la planta no los absorbe, aunque estén en el suelo.
Un agricultor del Eje Cafetero usa fertilizantes que contienen compuestos de nitrógeno, como el nitrato de amonio, para que sus plantas de café crezcan mejor. Explica…
Un agricultor del Eje Cafetero usa fertilizantes que contienen compuestos de nitrógeno, como el nitrato de amonio, para que sus plantas de café crezcan mejor. Explica qué función cumple un fertilizante en el suelo y por qué el pH del suelo es importante para las plantas.
Daniela analiza el suelo de una finca con un pH de 4,5, demasiado ácido para el cultivo que quiere sembrar. Un vecino le recomienda aplicar cal agrícola, que contiene…
Daniela analiza el suelo de una finca con un pH de 4,5, demasiado ácido para el cultivo que quiere sembrar. Un vecino le recomienda aplicar cal agrícola, que contiene óxido o hidróxido de calcio.
- a) Explica por qué la cal ayuda a corregir un suelo ácido.
- b) Señala qué le pasaría al pH del suelo si aplicara demasiada cal y por qué esto también podría perjudicar a las plantas.
Un cultivador de flores de la sabana de Bogotá compara dos fertilizantes: el sulfato de amonio, que acidifica poco a poco el suelo al liberar iones $NH_4^+$, y la cal…
Un cultivador de flores de la sabana de Bogotá compara dos fertilizantes: el sulfato de amonio, que acidifica poco a poco el suelo al liberar iones $NH_4^+$, y la cal dolomita, que lo hace más básico. Su suelo tiene un pH de 5,0 y las flores crecen mejor con un pH cercano a 6,5.
- a) Argumenta cuál de los dos productos le conviene usar y cuál debe evitar.
- b) Explica qué consecuencias tendría usar el producto equivocado durante varias cosechas, considerando que muchos nutrientes de las plantas se absorben mejor en un intervalo de pH moderado.
- c) Propone una forma sencilla de comprobar con indicadores o con papel de pH si su corrección funcionó.
Jabón y limpieza en casa
El jabón se fabrica con una base fuerte, como el hidróxido de sodio $NaOH$, que reacciona con grasas y aceites. El resultado es una sal de ácido graso (el jabón). Sus moléculas tienen una parte que se pega a la grasa y otra que se une al agua, así que arrastran la grasa al enjuagar. Por eso el pH del jabón suele ser básico, entre 9 y 10.
Dos productos de limpieza muestran los dos extremos:
| Producto | pH aproximado | Qué elimina | Por qué funciona |
|---|---|---|---|
| Desatascador de tuberías | cerca de 14 | grasa y residuos orgánicos | la base fuerte convierte la grasa en jabón soluble |
| Quitasarro | cerca de 1 | depósitos minerales (carbonato de calcio) | el ácido reacciona con el carbonato y lo disuelve |
El jabón que usas para lavarte las manos se fabrica con sustancias básicas, como el hidróxido de sodio, que reaccionan con grasas o aceites. Explica en pocas palabras…
El jabón que usas para lavarte las manos se fabrica con sustancias básicas, como el hidróxido de sodio, que reaccionan con grasas o aceites. Explica en pocas palabras por qué el jabón ayuda a eliminar la grasa de la piel y si su pH suele ser ácido o básico.
Juan José debe elegir entre dos productos para limpiar en su casa: uno para desatascar tuberías, con un pH cercano a 14, y otro para quitar el sarro del baño, con un pH…
Juan José debe elegir entre dos productos para limpiar en su casa: uno para desatascar tuberías, con un pH cercano a 14, y otro para quitar el sarro del baño, con un pH cercano a 1.
- a) Explica por qué cada producto es eficaz en su tarea, relacionando el tipo de sustancia (ácida o básica) con el tipo de suciedad que elimina (grasa o depósitos minerales).
- b) Argumenta por qué nunca se deben mezclar ambos productos y qué principio de seguridad aplicarías al guardarlos y usarlos.
- c) Compara el efecto que tendría cada producto sobre la piel y explica por qué ambos requieren guantes aunque uno sea ácido y el otro básico.