Acidos y bases, trabajo de investigación

[pic 1]

ACIDOS Y BASES

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

[pic 2][pic 3]

INTRODUCCIÓN

A diario entramos en contacto con distintos tipos de sustancias, pero ¿alguna vez nos hemos preguntado el por qué su consistencia, su sabor o función?

Desde hace miles de años se sabe que el vinagre, el jugo de limón y otras sustancias de este tipo tienen un sabor acido. Durante muchos años diversos personajes de la química trataron de explicar el comportamiento de estas 2 sustancias en relación con su composición química. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de años que se descubrió por qué estas cosas lo tenían y se pudieron definir así conceptos que veremos a continuación.

Los ácidos y bases, son dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas. Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso.

Cuando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de neutralización. Estas reacciones están presentes en nuestra vida cotidiana y generalmente, se forman agua y sal. Al final de este trabajo se anexan 5 reacciones de neutralización.

El objetivo de este trabajo de investigación es dar a conocer desde un punto de vista químico la composición de las diversas sustancias que utilizamos en la vida cotidiana, en las industrias o en los laboratorios; tomando en cuenta que algunas pueden ser dañinas para la salud. También se pretende informar sobre los distintos métodos que existen para definir si una sustancia es acido o base, incluyendo algunos que puedes utilizar sin problema en casa.

Creemos necesario conocer más sobre las cosas que nos rodean para poder explicar el por qué su comportamiento, así como prevenirnos en caso de entrar en contacto o ingerir alguna sustancia dañina para nuestro cuerpo y saber cómo actuar en caso de ello.

DEFINICIÓN DE ACIDOS Y BASES

ARRHENIUS:

El concepto de ácido-base de Arrhenius clasifica una sustancia como un ácido si produce iones hidrógeno H (+) o iones hidronio H3O (+) en agua. Una sustancia se clasificará como una base si produce iones hidróxido OH (-) en agua.

-ÁCIDO: Las sustancias ácidas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidrógeno.

-BASE: Las sustancias básicas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidroxilos

BRONSTED-LOWRY:

La teoría de Brönsted-Lowry describe el comportamiento de  ácidos y bases, resaltando el concepto de pH y su importancia en los procesos químicos, biológicos y ambientales debido a que ayuda a entender por qué un ácido o base fuerte desplazan a otro ácido o base débil de sus compuestos, contemplando a las reacciones ácido-base como una competencia por los protones.

-ÁCIDO: Se define como cualquier sustancia que tenga la capacidad de perder, o “donar un protón” o hidrogenión [H+].

-BASE: Es una sustancia capaz a ganar o “aceptar un protón” o hidrogenión [H+].

LEWIS:

Una base sería una especie que puede donar un par de electrones, y un ácido la especie que los puede aceptar. Para ello, el ácido debe tener su octeto de electrones incompleto, y la base debe tener algún par de electrones solitarios.

-ÁCIDO: Sustancia que puede aceptar un par de electrones de otros grupos de átomos, para formar un enlace covalente dativo.  (H+)

-BASE: Sustancia que tiene pares de electrones libres, capaces de ser donados para formar enlaces covalentes dativos. (OH-)

CLASIFICACIÓN Y CARACTERISTICAS DE LOS ACIDOS Y LAS BASES

La clasificación de los ácidos y las bases se obtiene mediante una diferencia, la cual se obtiene por el número de iones que contenga, lo que hace que se determine a través de su nivel de pH, las diversas sustancias químicas que existen son medidas para determinar si pertenecen a los ácidos o a las sustancias alcalinas, mediante la escala de pH, (esta escala determina la acidez o alcalinidad de una sustancia química, midiendo la concentración de iones hidronio de la sustancia que se mide, teniendo como punto de partida de la escala al agua, cuya acidez o alcalinidad corresponde a 7, en esta escala, lo que se determina como neutro). En base a esta medida del agua (7 = a neutro), se toman como bases o álcalis a las sustancias que posean un número superior a 7 dentro de esta escala y como sustancias acidas a las sustancias que posean un número inferior a 7 en esta misma escala.

También una de las características de los ácidos y las bases, es que se neutralizan cuando se combinan químicamente, así se pueden neutralizar ácidos mediante el uso de bases.

Aparte del PH se distinguen por más cosas:

• Los ácidos tienen sabor agrio, conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos, enrojecen determinados pigmentos vegetales, como la tintura tornasol o decoloran el repollo morado, es decir, cambian el papel tornasol de azul a rojo, reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc liberando Hidrógeno Gaseoso (H2), reaccionan con las bases formando sustancias de propiedades diferentes, las bases.
• Las bases tienen un sabor amargo y son jabonosas al tacto, conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos, en contacto con el papel tornasol se torna azul, reaccionan con los ácidos formando sustancias de propiedades diferentes, las sales.

[pic 4]

INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL PH:
NATURALES

Uno de los instrumentos para medir el PH es el jugo de la col morada, está a exponerla con diferentes sustancias toma diferentes colores, El color del pigmento en función de pH es: Rojo intenso 2 (muy ácido), Rojo violáceo (rosa) 4, Violeta 6, Azul violeta 7 (neutro), Azul 7.5, azul (agua marina) 9, Verde azulado 10, Verde intenso 12 (muy básico) Figura 3. Escala del indicador de col morada lo que sucede con el indicador del color  es una simple reacción ácido base, es decir, cuando el jugo del col  entra en contacto con ácidos, la estructura química del jugo de la col adquiere una estructura y cuando el jugo de la col  entra en contacto con bases, adquiere otra. En medio ácido el jugo de la col  (que es morado) se torna rojo por que los anillos de benceno (moléculas hexagonales con dobles enlaces internos) se conjugan; mientras que en medio básico el jugo de la col se torna verde o azul, porque la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir coloración roja.

Se puede apreciar más claro los colores que presentan los ácidos o las bases al exponerse con el jugo de la col morada

[pic 5]

Al igual se puede medir el pH con el jugo de uva y extracto de cebolla morada.

INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL PH:

TIRAS (PAPEL TORNASOL)

El tornasol es uno de los más conocidos indicadores de pH. Suministrado en una solución o tintura violeta normalmente, se torna de color rojo-anaranjado en contacto con compuestos ácidos, debajo de un índice de pH de 4,5 (de ahí su nombre) y oscurece solo ligeramente con los alcalinos (por encima de un pH de 8,5), por lo que a veces suele emplearse tornasol al que se le ha añadido ácido clorhídrico para identificar bases. Su uso ha decaído en los últimos años debido a la perfección del indicador universal y de la fenolftaleína.

[pic 6]

El tornasol se encuentra en diversas especies de líquenes. Tradicionalmente se obtenía de Roccella tinctoria (endémica de Sudamérica), Roccella fuciformis (Angola y Madagascar), Roccella pygmaea (Argelia), Roccella phycopsis, Lecanora tartarea (Noruega y Suecia), Variolaria dealbata, Ochrolechia parella. Las fuentes principales en la actualidad son Roccella montagnei (Mozambique) y Dendrographa leucophoea (California).

[pic 7]

El tornasol se suministra comúnmente en forma de una solución (llamada tintura) muy concentrada. En raras ocasiones se utiliza puro, en forma de polvo violeta altamente colorante o en tiras indicadoras. Debido a la poca diferencia de color entre el tornasol neutro y el tornasol en contacto con una base, puede encontrarse con un añadido de un 1% de ácido clórico o sulfúrico diluidos. En tal caso, su color es rojo y oscurece inmediatamente a violeta con un líquido básico.

[pic 8]

INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL PH:
POTENCIOMETRO

El analizador de pH se utiliza para determinar la concentración de iones del gas hidrógeno [H+] en una disolución. Este equipo permite realizar mediciones de la acidez de una solución acuosa, siempre que el mismo sea utilizado de forma cuidadosa y se ajuste a procedimientos plenamente comprobados. [pic 9]

El analizador de pH es un instrumento de uso común en cualquier campo de la ciencia relacionado con soluciones acuosas. Se utiliza en áreas como la agricultura, el tratamiento y purificación de agua, en procesos industriales como los petroquímicos, fabricación de papel, alimentos, metalmecánica, farmacia e investigación y desarrollo, entre otros. En el laboratorio de salud, las aplicaciones del instrumento están relacionadas con el control de medios de cultivo, controlar y/o medir la alcalinidad o acidez de caldos y buffer. En equipos especializados de diagnóstico de laboratorio, se usan los mismos principios utilizando micro electrodos para medir la acidez o alcalinidad de los componentes líquidos de la sangre, en donde la sustancia más importante es el agua que contiene gran cantidad de sales y sustancias orgánicas disueltas.

...