Escala de pH explicada: ácidos, bases e indicadores

Una escala para el H⁺

Algunos líquidos saben agrios y otros se sienten resbaladizos. Los químicos miden cuán ácido es un líquido con el pH. En el agua, unas pocas moléculas se separan en iones H⁺ y OH⁻, y pH = −log₁₀[H⁺], donde [H⁺] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. En agua pura a 25 °C vale 10⁻⁷, así que pH = 7, que es neutro. Cada paso hacia abajo en la escala significa diez veces más H⁺, de modo que pH 3 tiene 100 veces más que pH 5. La imagen muestra una escala de 0 a 14 con un vaso cuyo color avanza por ella. Desliza el control y mira cómo aparecen los iones.

Ácidos

Un ácido libera iones H⁺ en agua. El zumo de limón tiene un pH de 2 aproximadamente por el ácido cítrico, el vinagre de 2,5 a 3 por el ácido acético, y el jugo gástrico, que es ácido clorhídrico, entre 1,5 y 3,5. Ese ácido fuerte mata muchos gérmenes y ayuda a digerir, mientras una capa de moco protege la pared del estómago. Los ácidos de los alimentos son débiles y seguros para comer. Los ácidos fuertes de los laboratorios y de algunos limpiadores pueden quemar la piel, así que nunca pruebes ni huelas líquidos desconocidos y sigue siempre la etiqueta. En la imagen, una rodaja de limón cae en el vaso y el marcador de pH se desliza hacia la izquierda.

Bases

Una base capta iones H⁺ o libera iones OH⁻. El agua de mar es ligeramente básica, de unos 8,1. Una solución de bicarbonato ronda 8,3, y el jabón de 9 a 10; su tacto resbaladizo es típico de las bases. Los limpiadores de desagües y de hornos pueden acercarse a 13 o 14 y quemar la piel, y por eso las etiquetas piden usar guantes. Una base que se disuelve en agua también se llama álcali. Elige líquidos en el laboratorio bajo la imagen, como zumo de limón, vinagre, café, agua pura, agua de mar, solución de bicarbonato y jabón, y lee su pH.

Ácido más base

Si juntas un ácido con una base, se anulan entre sí. Es la neutralización: ácido más base da una sal más agua. Con ácido clorhídrico e hidróxido de sodio, HCl + NaOH → NaCl + H₂O. El núcleo del asunto es H⁺ + OH⁻ → H₂O; los iones Na⁺ y Cl⁻ son solo espectadores y siguen disueltos como sal común. Ejemplo resuelto: 25 mL de HCl 0,10 mol/L contienen 0,025 L × 0,10 mol/L = 0,0025 mol de H⁺. Necesita exactamente 0,0025 mol de OH⁻, que son 25 mL de NaOH 0,10 mol/L. Los antiácidos usan una base suave justo así contra la acidez de estómago.

Un color que lee el pH

Algunos pigmentos de las plantas cambian de color con el pH. El jugo de col lombarda contiene antocianinas, que se vuelven rojo rosado en los ácidos, violeta cerca de la neutralidad, y azules, verdes y por fin amarillas a medida que el líquido se hace más básico. Eso lo convierte en un indicador natural y en un experimento de cocina seguro con zumo de limón y bicarbonato. Elige un líquido en el laboratorio y mira su pH y el color de su indicador. Un recordatorio tranquilo: algunos productos de limpieza, la lejía sobre todo, no deben mezclarse nunca con otros limpiadores, porque pueden liberar un gas tóxico. Usa uno a la vez, con aire fresco.

Ácidos, bases y pH