Los ácidos y las bases son temas fundamentales para cualquier clase de química. Aprender a identificar, almacenar y utilizar correctamente estas sustancias en el laboratorio y en la vida cotidiana es fundamental para cualquier persona. Aunque parezcan dañinos, hay muchos ácidos y bases trabajando en el cuerpo humano.
¿En qué se diferencia un ácido de una base?
Existen varias definiciones para ácidos y bases. En un sentido general, los ácidos son sustancias con un nivel de pH inferior a 7, mientras que un nivel superior a este es indicativo de bases. Las personas también pueden usar indicadores, desde papel tornasol barato hasta reactivos como la fenolftaleína, para distinguir rápidamente entre los dos.
¿Qué es un ácido?
La definición exacta de un ácido cambia ligeramente según la teoría que se utilice. Como regla general, un ácido se refiere a cualquier cosa con una lectura de pH inferior a 7.
Estas sustancias poseen un sabor agrio, y con frecuencia se consumen muchos ácidos débiles, como el ácido acético del vinagre. El contacto con un ácido convierte el color del papel tornasol y del naranja de metilo en rojo, mientras que la fenolftaleína se convierte en una sustancia incolora. Los ácidos también reaccionan con los metales, emitiendo gas hidrógeno en el proceso.
Según el modelo de Brønsted-Lowry, los ácidos «donan» electrones en el agua. El concepto de Arrhenius enfatiza que estos electrones deben formar iones hidronio para que la sustancia sea considerada un ácido. La teoría de Lewis simplemente considera un ácido como algo que acepta pares de electrones.
¿Qué es una base?
Las bases, en el sentido más simple, se refieren a sustancias con un nivel de pH superior a 7.
Las personas que han comido jabón de niños pueden atestiguar que las bases tienen un sabor amargo. También pueden ser resbaladizos cuando se manipulan. Una base hará que una tira de papel tornasol se vuelva azul, mientras que el naranja de metilo se volverá amarillo. La fenolftaleína añadida a una base en agua hará que la solución se vuelva rosa brillante.
Una base “aceptará” electrones en el agua según el concepto de Brønsted-Lowry. Su definición en la teoría de Arrhenius establece que agrega iones hidroxilo (OH-) en una solución acuosa. Se describe en el concepto de Lewis como algo que da pares de electrones.
Diferencias entre un ácido y una base
Reconocer una solución ácida o básica con papel tornasol
nivel de pH
La escala de pH se puede utilizar para determinar si una sustancia es ácida o básica basado en la concentración de iones de hidrógeno (H+) en la solución.
Cualquier sustancia con un pH inferior a 7 se considera un ácido. Del mismo modo, cualquier cosa con un pH superior a 7 es una base. Las sustancias cuyo pH es 7 sí son neutras, como el agua destilada.
Disociación en soluciones acuosas
Tanto los ácidos como las bases se descomponen, o se disocian, en una solución acuosa.
Un ácido agregado al agua se disociará en sus respectivos aniones, así como en iones de hidrógeno (H+). Sin embargo, estos iones reaccionarán casi instantáneamente con las moléculas de agua (H2O) para producir iones de hidronio (H3O+).
En cambio, una base se descompondrá en cationes e iones hidroxilo (OH-).
Resultado con papel tornasol
El papel tornasol es uno de los indicadores más comunes utilizados para distinguir ácidos y bases. Empapado en un ácido, un trozo de tornasol se vuelve rojo. En una base, el papel se volverá azul.
La prueba de fuego no es totalmente específica. El papel se volverá rojo cuando el nivel de pH de un ácido sea de 4,5 o inferior; los ácidos más débiles solo inducirán un color rosa más claro. Asimismo, el color azul se logra cuando el pH de una base es de 8,3 o superior. Las bases débiles producen un color desteñido.
Resultado con naranja de metilo
El naranja de metilo es una sustancia anaranjada en polvo en su forma original. Cuando se agrega a ácidos con un pH de 3.1 o menos, rápidamente hará que la solución se vuelva de color rojo brillante. Las sustancias por encima de pH 4,4 que reaccionan con este indicador se vuelven amarillas.
Es una herramienta común para valorar ácidos debido a su sensibilidad para detectar niveles bajos de pH. Por el contrario, dado que se vuelve amarillo a pH 4,4, puede identificar incorrectamente los ácidos débiles como bases.
Resultado con fenolftaleína
La fenolftaleína, o Hln, para abreviar, es un polvo blanco que se convierte en una solución incolora y ligeramente ácida en agua. Desde un pH de 0,0 a menos de 8,3, cualquier solución con Hln permanece incolora. Sin embargo, las sustancias con un pH superior a 8,3 se vuelven de color rosa intenso, lo que convierte a Hln en un indicador útil para las bases.
Algunos ácidos son tan fuertes que su nivel de pH está por debajo de cero. La exposición a tales sustancias hace que una solución de Hln se vuelva roja.
Reacción a los metales
La mayoría de los metales pueden reaccionar con ácidos a través de una reacción de desplazamiento, en la que el compuesto metálico intercambia átomos con el compuesto ácido. Los productos de tal reacción son una sal metálica y gas hidrógeno.
Por el contrario, las bases solo reaccionan con algunos metales, como el aluminio o el zinc. Este proceso también libera gas hidrógeno.
Sabor
Los ácidos y bases débiles se pueden discernir a través de su sabor, aunque este no es un método recomendado para identificarlos.
Los ácidos tendrán un sabor agrio, como es el caso del ácido cítrico en los limones. La mayoría de las bases, por otro lado, tienen un sabor amargo.
Fuentes del Hogar
La gente está familiarizada con muchos ácidos y bases en la vida diaria.
Algunos ácidos comunes incluyen la vitamina C o ácido ascórbico, el ácido acético en el vinagre, el ácido fórmico que se puede oler en algunas hormigas y el ácido úrico en la orina.
Las bases caseras vienen como hidróxido de sodio en la mayoría de los jabones, hidróxido de magnesio en laxantes y antiácidos y amoníaco en la lejía.
Tabla Comparativa: Ácidos Vs Bases
ÁreasÁcidosBasespH NivelPor debajo de 7,0Por encima de 7,0DisociaciónSe descompone en aniones e iones de hidrógeno (H+), que pueden formar iones de hidronio (H3O+) con aguaSe disocia en cationes e iones de hidroxilo (OH-)Papel de tornasol ResultadoPor debajo de pH 4,5: Rojo – pH 4,6-6,9: Rojo claro o rosa Por encima de pH 8,3: Azul – pH 7,1-8,2: Azul claro Anaranjado de metilo Resultado Por debajo de pH 3,3: Rojo Por encima de pH 4,4: Amarillo Resultado de fenolftaleína Por debajo de 8,3: Incoloro Por encima de 8,3: Rosa Reacción a los metales Reacciona con la mayoría de los metales, produciendo sal metálica y gas hidrógeno Reacciona con pocos metales, emitiendo gas hidrógeno Sabor Débil los ácidos tienen un sabor agrio Las bases débiles suelen tener un sabor amargo Fuentes domésticas Vitamina C, vinagre, limones, algunas especies de hormigas, orina Jabones, pasta de dientes, antiácidos, laxantes, productos de limpieza
¿En qué se parecen los ácidos y las bases?
A pesar de tener propiedades en su mayoría contrastantes, los ácidos y las bases son iguales en algunos aspectos.
Ambos pueden reaccionar con el agua y disociarse en iones, lo que también significa que muchos ácidos y bases son al menos ligeramente solubles en soluciones acuosas. Al disolverse en iones, los ácidos y bases en agua también son buenos conductores de electricidad.
Ambas sustancias también reaccionan con los metales, aunque las bases lo hacen con menos tipos. Los ácidos y las bases pueden reaccionar entre sí para formar sales y agua.
Preguntas más frecuentes
¿Qué tipo de reacción ocurre entre los ácidos y las bases?
Una reacción de neutralización ocurre cuando los ácidos y las bases entran en contacto entre sí. Este fenómeno también se conoce como reacción de doble desplazamiento o metátesis salina. En este tipo de reacción, se intercambian partes entre cada compuesto para producir nuevas especies.
Como ejemplo muy común, el ácido clorhídrico (HCl) y la lejía (hidróxido de sodio o NaOH), ambas sustancias muy dañinas, se combinan para formar sal de mesa (cloruro de sodio o NaCl) y agua (monóxido de dihidrógeno o H2O).
¿Qué ácido está presente en la leche agria?
La leche contiene naturalmente un azúcar llamado lactosa. A temperatura ambiente, cualquier las bacterias presentes en la leche pueden convertir esta lactosa en ácido láctico a través de la fermentación.
El ácido láctico es responsable del sabor de la leche agria y también hace que se espese y se coagule en cuajada. Esta reacción se aprovecha para crear yogures y quesos.
El ácido también puede acumularse en los músculos durante el ejercicio extenuante, y su acidez daña el tejido y provoca la sensación de escozor que se produce cuando los músculos se sobreesfuerzan.
Conclusión
Los ácidos y las bases se oponen entre sí de muchas maneras.
Su principal diferencia radica en su nivel de pH: los ácidos tienen un pH inferior a 7,0, mientras que las bases tienen un pH superior a 7,0. Las bases disminuyen la concentración de H+ en soluciones acuosas, mientras que los ácidos la aumentan al agregar iones de hidrógeno.
Los indicadores ayudan a distinguir ácidos y bases. Una solución ácida se vuelve roja con naranja de metilo, transparente con fenolftaleína y roja con tornasol. Por el contrario, las soluciones básicas se vuelven amarillas con naranja de metilo, rosas con Hln y azules con tornasol.
Ambas sustancias reaccionan con los metales, aunque las bases reaccionan con muchos menos metales.
Los ácidos débiles dan un sabor agrio. Las bases son en su mayoría amargas.
Los ácidos y las bases son comunes: el primero está presente en vinagre, limones y orina, y el segundo en jabones y productos de limpieza.
