La escala de pH, soluciones y tampones

Definición y ejemplos de ácidos y bases

Ahora mismo apuesto a que puede encontrar al menos cinco ácidos y cinco bases en su hogar. ¿Qué demonios son los ácidos y las bases, preguntas? Excelente pregunta. Un ácido es una sustancia que tiene las siguientes características:

• Un sabor amargo
• Un pH menor a 7 en una escala de pH
• Y una sustancia que donará iones de hidrógeno, o átomos de hidrógeno cargados positivamente, cuando se disuelva en agua.

Antes de definir las bases, hablemos de la escala de pH , que mide si una sustancia es un ácido, una base o una sustancia neutra (ni un ácido ni una base). Como se mencionó hace unos momentos, un pH de menos de 7 indica un ácido. Cuanto más cerca de cero está una sustancia, más ácida es.

escala de pH con ejemplos

Una base , que a veces se denomina sustancia alcalina, tiene las siguientes características:

• Un sabor amargo
• Un pH superior a 7 en la escala de pH
• Y una sustancia que donará iones de hidróxido cuando se disuelva en agua. Un ion hidróxido es oxígeno unido a un átomo de hidrógeno. Los iones de hidróxido tienen carga negativa. Las bases también aceptarán iones de hidrógeno de ácidos.

Cuanto más cerca está una sustancia de 14 en la escala de pH, más básica es.

Entonces, ¿cuáles son los ácidos y bases que puedes encontrar en tu hogar? Eche un vistazo en su cocina. Si encuentra limones, vinagre, tomates, cerezas y toronjas, ¡ha encontrado cinco ácidos! Ahora eche un vistazo a sus productos de limpieza. Si tiene bicarbonato de sodio, limpiador de desagües, detergente para lavavajillas, limpiadores que contienen amoníaco y limpiador de hornos, ¡ha encontrado cinco bases! Eche un vistazo a la tabla para ver otros ácidos y bases comunes con los que puede estar familiarizado.

Calcular pH y pOH

Ahora que comprende qué son los ácidos y las bases, tomemos un momento para aprender a usar una fórmula matemática para calcular el pH y el pOH. Sabes que el pH es una escala, pero el pH en realidad representa el poder del hidrógeno porque es una medida de cuántos iones de hidrógeno tiene una sustancia. Recuerde, los ácidos liberan iones de hidrógeno, por lo que si una sustancia tiene muchos iones de hidrógeno, es probable que sea un ácido. Ah, sí, y pOH representa el poder del ion hidróxido (recuerde, las bases liberan iones hidróxido cuando se disuelven en agua). Tómese un momento para leer los pasos que necesita para calcular el pH.

En primer lugar, debe conocer la molaridad (representada por una M) de los iones de hidrógeno, lo que significa la cantidad de moles por litro de soluto. Hay tantas palabras misteriosas, vamos a desempaquetarlas. En química, un topo no es una criatura peluda que vive bajo tierra; en cambio, es solo una forma de expresar un número. Por ejemplo, una docena es 12, una pareja es dos y un mol es 6.02 x 10 ^ 23. Un soluto es la sustancia que se disuelve en agua.

Ahora que sabes un poco sobre la molaridad, vas a usar ese número en una fórmula: pH = -log (H3O +) , donde H3O + es la molaridad.

Hagamos un ejemplo. Encuentre el pH de una sustancia con 0.0035 M. Ya que conoce la molaridad, continúe y conéctelo a la fórmula:

pH = -log (0.0035) Ahora, conéctelo a la calculadora. Debería obtener su pH = 2,46.

Ahora para el pOH.

Nuevamente, necesita conocer la molaridad. Esta vez, sin embargo, necesita conocer la molaridad de los iones de hidróxido. Usarás una fórmula similar, pero (nuevamente) usando la molaridad de los iones de hidróxido, no de los iones de hidrógeno. Aquí está la fórmula: pOH = -log (OH-)

Hagamos un ejemplo. ¿Cuál es el pOH de una sustancia que tiene una molaridad de 0,0085? Usa la fórmula:

pOH = -log (0.0085), lo que le da: 2.07.

Antes de continuar, vale la pena señalar que el pH + pOH de una sustancia será igual a 14. Entonces, en nuestro primer ejemplo, si nuestro pH es 2.55, eso significa que el pOH de esa sustancia es 11.45.

Ácido débil / Bases y tampones

Cuando los ácidos y las bases son fuertes, solo significa que se ionizan completamente en agua. Por ejemplo, si pones la base fuerte, hidróxido de sodio (NaOH) en agua, se convierte en Na + y OH – . La ionización simplemente significa que la molécula se rompe en iones (en este caso, Na + y OH – ).

Los ácidos débiles y las bases débiles solo se ionizan parcialmente en agua. Los ácidos débiles y las bases débiles son excelentes tampones o sustancias que no cambian fácilmente su pH incluso cuando se les agregan ácidos o bases.

Los tampones se forman cuando se mezcla un ácido débil con su conjugado de base débil . Los ácidos donan iones de hidrógeno y las bases aceptan este ión de hidrógeno, por lo que el ácido que dona un ión de hidrógeno y la base que acepta ese ión se conocen como conjugados. Entonces, ¿cómo funcionan estos búferes? Digamos que sigue agregando un ácido a una solución tampón. Recuerde, el ácido dona iones de hidrógeno, pero en lugar de reducir el pH, estos iones son neutralizados por los iones de hidróxido en la base débil. Neutralizar solo significa que el ácido agregado no cambiará el pH de la solución tampón.

Resumen de la lección

¡Desde limones hasta limpiadores de desagües, los ácidos y las bases están por todas partes! Tomemos un momento para revisar todo lo que aprendimos sobre ellos, comenzando con los ácidos. Recuerde, los ácidos tienen un sabor amargo, un pH menor a 7 y producen iones de hidrógeno cuando se disuelven en agua. Además, donan iones de hidrógeno a bases. Las bases , por otro lado, son amargas, tienen un pH superior a 7, liberan iones de hidróxido cuando se disuelven en agua y aceptan iones de hidrógeno de los ácidos.

A continuación, aprendimos cómo calcular el pH y el pOH usando las fórmulas:

• pH = -log (H3O +) y
• pOH = -log (OH-), donde (H3O +) y (OH-) representan la molaridad , o moles por litro, de iones hidrógeno o iones hidróxido (dependiendo de la fórmula).

Finalmente, repasamos los tampones , que se forman cuando los ácidos débiles y sus bases conjugadas se mezclan. Los tampones evitan un cambio de pH incluso cuando se agrega un ácido o una base a la solución tampón. ¡Vaya, quién hubiera imaginado que había tanto que saber sobre limones y limpiadores de desagües!