Propiedades de los ácidos y las bases y la escala de pH
Tu amigo te ofrece un jugo de limón y un vaso de agua con bicarbonato. Uno es agrio y el otro amargo, y los dos son muy distintos del agua. ¿Cómo puede un científico saber si una sustancia es ácida o básica sin probarla? Al final de esta página lo resolveremos.
Propiedades de los ácidos y las bases
Los ácidos y las bases son dos grandes familias de sustancias. Las encuentras en la cocina, en el baño y en el laboratorio.
Los ácidos son sustancias como el jugo de limón, el vinagre y las bebidas gaseosas. Las bases son sustancias como el bicarbonato de sodio, el jabón y los limpiadores con amoníaco.
| Propiedad | Ácidos | Bases |
|---|---|---|
| Sabor (en alimentos) | agrio | amargo |
| Textura | no resbalosa | resbalosa (como el jabón) |
| Papel tornasol (litmus) | el azul se vuelve rojo | el rojo se vuelve azul |
| Metales como el magnesio o el zinc | reaccionan y producen gas hidrógeno | en general no reaccionan |
| Ejemplos | limón, vinagre, jugo de naranja | bicarbonato, jabón, amoníaco |
Un indicador es una sustancia que cambia de color según si hay un ácido o una base. El papel tornasol es un indicador. Así identificamos las sustancias sin probarlas.
Los ácidos y las bases tienen propiedades diferentes. Copia la tabla de abajo y clasifica estas propiedades en la columna correcta: sabor agrio, textura resbalosa,…
Los ácidos y las bases tienen propiedades diferentes. Copia la tabla de abajo y clasifica estas propiedades en la columna correcta: sabor agrio, textura resbalosa, vuelve rojo el papel tornasol azul, vuelve azul el papel tornasol rojo, reacciona con algunos metales y produce gas hidrógeno, sabor amargo.
| Ácidos | Bases |
|---|---|
(Nota: nunca pruebes sustancias en un laboratorio de ciencias. Estas descripciones provienen de alimentos y productos de uso común.)
La escala de pH
Para saber cuánto ácida o básica es una sustancia, usamos la escala de pH. Va de 0 a 14.
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pH menor que 7: ácido.
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pH igual a 7: neutro (agua pura a temperatura ambiente).
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pH mayor que 7: base.
Cuanto más lejos de 7, más fuerte es el carácter ácido o básico. Un pH de 1 es muy ácido; un pH de 6 es débilmente ácido. Un pH de 13 es muy básico; uno de 8 es débilmente básico.
Se puede medir con papel de pH, con indicador universal (que cambia a muchos colores) o con un medidor de pH. El jugo de repollo morado también funciona como indicador casero.
La escala de pH se usa para describir qué tan ácida o básica es una solución. El agua pura a temperatura ambiente tiene un pH de 7. ¿Una solución con un pH de 3 es…
La escala de pH se usa para describir qué tan ácida o básica es una solución. El agua pura a temperatura ambiente tiene un pH de 7. ¿Una solución con un pH de 3 es ácida, básica o neutra? Escribe una oración que explique cómo lo decidiste.
Emma prueba cuatro líquidos del hogar con papel de pH y anota los resultados: jugo de limón, pH 2; leche, pH 6.5; solución de bicarbonato de sodio, pH 9; limpiador de…
Emma prueba cuatro líquidos del hogar con papel de pH y anota los resultados: jugo de limón, pH 2; leche, pH 6.5; solución de bicarbonato de sodio, pH 9; limpiador de amoníaco, pH 11. Clasifica cada líquido como ácido o base (o débilmente ácido o débilmente básico) e indica cuál es el líquido más básico.
Priya dice: «Una solución con pH de 12 es un ácido porque 12 es un número grande». Explica por qué su afirmación es incorrecta. En tu respuesta, indica qué te dice un pH…
Priya dice: «Una solución con pH de 12 es un ácido porque 12 es un número grande». Explica por qué su afirmación es incorrecta. En tu respuesta, indica qué te dice un pH de 12 sobre la solución en comparación con el agua pura y describe una propiedad que esperarías que tuviera.
Comparar valores de pH
La escala de pH tiene una regla importante: cada paso de 1 unidad significa un cambio de 10 veces en la acidez. Una solución de pH 3 es 10 veces más ácida que una de pH 4, y 100 veces más ácida que una de pH 5.
Por eso una diferencia pequeña en el pH puede ser una diferencia grande en el comportamiento. Un líquido de pH 1 es mucho más ácido que uno de pH 6: la diferencia son 5 pasos, o sea unas 100,000 veces. Reaccionará con más fuerza con un trozo de magnesio, produciendo más burbujas de gas hidrógeno.
Si la diferencia es menor que 1 unidad, el cambio en acidez es menor que 10 veces. Por ejemplo, 0.6 unidades de diferencia es un cambio de menos de 10 veces.
Jayden mide el pH de tres muestras de un arroyo cercano a su escuela y anota los datos en la tabla. | Muestra | pH | |---|---| | A (río arriba) | 7.0 | | B (cerca de una…
Jayden mide el pH de tres muestras de un arroyo cercano a su escuela y anota los datos en la tabla.
| Muestra | pH |
|---|---|
| A (río arriba) | 7.0 |
| B (cerca de una fábrica) | 4.5 |
| C (río abajo) | 6.0 |
(a) ¿Qué muestra es neutra? (b) ¿Qué muestra es la más ácida? (c) Compara la muestra B con la muestra C: ¿cuál es más ácida y cómo lo sabes a partir de los números de pH?
Marcus tiene un líquido con pH de 1 y otro con pH de 6. Dice que ambos son ácidos, así que deben comportarse igual. Escribe de 3 a 4 oraciones que comparen los dos…
Marcus tiene un líquido con pH de 1 y otro con pH de 6. Dice que ambos son ácidos, así que deben comportarse igual. Escribe de 3 a 4 oraciones que comparen los dos líquidos. Indica qué tienen en común, en qué se diferencian según la escala de pH y cuál esperarías que reaccionara con más fuerza con un trozo de magnesio metálico.
Una clase mide el pH del agua de lluvia recolectada en tres ciudades. Los datos están abajo. La lluvia normal, sin contaminar, es ligeramente ácida, con un pH de…
Una clase mide el pH del agua de lluvia recolectada en tres ciudades. Los datos están abajo. La lluvia normal, sin contaminar, es ligeramente ácida, con un pH de alrededor de 5.6.
| Ciudad | pH del agua de lluvia |
|---|---|
| Denver | 5.6 |
| Pittsburgh | 4.4 |
| Houston | 5.0 |
(a) Ordena las tres muestras de la más ácida a la menos ácida. (b) Cada paso de 1 en la escala de pH significa un cambio de diez veces en la acidez. En este conjunto de datos, la lluvia de Pittsburgh tiene un pH 0.6 unidades menor que la de Houston. Explica si la lluvia de Pittsburgh es más o menos de 10 veces más ácida que la de Houston. (c) Escribe un enunciado CER (afirmación, evidencia y razonamiento) sobre qué ciudad tiene la lluvia más diferente de la lluvia normal.
Mezclar ácidos y bases
Cuando se mezcla una base con un ácido, el pH de la mezcla se acerca a 7. Los dos efectos se compensan. Este proceso se llama neutralización. Si se agrega suficiente base, la mezcla llega a pH 7 y, si se sigue agregando, pasa a ser básica.
Un ejemplo: agregar poco a poco bicarbonato a vinagre. El pH sube de unos 2.5 hacia 7 y después pasa de 7.
La lluvia normal es ligeramente ácida, con un pH de alrededor de 5.6, porque el dióxido de carbono del aire se disuelve en ella. La lluvia ácida tiene un pH menor que 5.6 y suele deberse a la contaminación del aire. Por ejemplo, una lluvia de pH 4.6 es unas 10 veces más ácida que la lluvia normal.
Para hallar si un líquido desconocido es ácido o base, usa evidencia: el color del tornasol y el cambio de pH al mezclar. Escribe tu razonamiento así: afirmación (claim), evidencia y razonamiento.
Vuelve al principio: sin probar nada, el papel tornasol y el pH nos dicen si el jugo de limón (pH 2, ácido) y el agua con bicarbonato (pH 9, base) son ácidos o bases, y cuánto.
Sofia echa unas gotas de un líquido transparente X sobre papel tornasol rojo y sobre papel tornasol azul. El papel rojo se vuelve azul y el papel azul sigue azul. Luego…
Sofia echa unas gotas de un líquido transparente X sobre papel tornasol rojo y sobre papel tornasol azul. El papel rojo se vuelve azul y el papel azul sigue azul. Luego mezcla el líquido X, poco a poco, con un vaso de vinagre (pH de alrededor de 2.5) y mide el pH después de cada adición.
| Cantidad de X agregada (mL) | pH de la mezcla |
|---|---|
| 0 | 2.5 |
| 10 | 3.8 |
| 20 | 5.5 |
| 30 | 7.0 |
| 40 | 9.2 |
(a) ¿El líquido X es un ácido o una base? Usa los resultados del papel tornasol como evidencia. (b) Describe la tendencia de la tabla de datos y explica qué le ocurre a la acidez de la mezcla. (c) ¿Entre qué dos cantidades de X la mezcla estuvo más cerca de ser neutra y qué pH predecirías si se agregaran 60 mL de X? Justifica tu predicción.
Resumen
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Los ácidos son agrios, reaccionan con algunos metales (producen gas hidrógeno) y vuelven rojo el tornasol azul.
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Las bases son amargas, resbalosas y vuelven azul el tornasol rojo.
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Escala de pH: 0–14. Menor que 7 = ácido, 7 = neutro (agua pura), mayor que 7 = base.
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Cada unidad de pH es un cambio de 10 veces en la acidez; más lejos de 7 significa más fuerte.
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Mezclar un ácido con una base lo neutraliza y acerca el pH a 7.