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Integrantes: Erika Janeth Ramírez Hernández, Ashley Chávez Alemán, Tania Landa Alcalá & Cielo Sánchez Diego Profesor: Sorina Sandoval

PROPOSITO Reconocer ácidos, bases y sus cambios al ser mezclados con otras sustancias mediante experimentación. Clasificar las sustancias utilizadas según su color en la escala de PH. Aprender a trabajar en equipo y a utilizar correctamente los materiales proporcionados, demostrar que algunos vegetales a parte del papel tornasol, puede usarse como indicador del PH.

ACIDOS Y BASES IMPORTANTES EN NUESTRA VIDA COTIDIANA Aun sin conocer la estructura química de los ácidos, que encontramos en frutas como la naranja y el limón, desde hace miles de años se identificaron este tipo de sustancias por su sabor. Ácido viene de la palabra latín acere, que significa precisamente agrio: actualmente sabemos que en algunos alimentos este sabor se debe a la presencia dela ácido cítrico. En los tiempos del imperio romano se pensaba que los “átomos” de los cítricos debían tener forma de agujas, por la sensación que se percibe en la lengua al comerlos. Las bases tienen un sabor amargo, pero esto no es tan fácil de comprobar pues hay pocos alimentos básicos. A las sustancias básicas también se les llama álcalis. Clasificar los ácidos y bases por su sabor tiene sus limitaciones, ya que no debemos probar ninguna sustancia desconocida porque podría ser toxica y causarnos daño. En las frutas encontramos una gran variedad de ácidos: -Ácido málico: peras, manzanas -Ácido cítrico: naranjas, limones -Ácido benzoico: ciruelas -Ácido tartárico: uvas -Ácido oxálico: piña La acidez de las frutas va disminuyendo durante la maduración y es por eso que se vuelven más dulces. Muchas sustancias acidas están presentes en nuestra vida diaria. Por ejemplo, el vinagre es una disolución diluida de ácido acético (CH3COOH) en agua; una de las vitaminas que más consumimos, la vitamina C, también es un ácido, el ácido ascórbico.

Los ácidos más importantes para nuestra vida son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico), ya que son esas sustancias las que se encargan de transmitir la información genética. Las bases también son sustancias que usamos cotidianamente; entre las más comunes están el hidróxido de sodio (NaOH), llamado comúnmente sosa y que se utiliza, entre otras cosas, para destapar tuberías y para limpiar el cochambre de las estufas. El hidróxido de magnesio (Mg(OH)2) y el calcio (Ca(OH)2), son los principales ingredientes delos medicamentos contra la acidez estomacal.

EXPERIENCIAS ALREDEDOR DE: LOS ÁCIDOS Y LAS BASES Conocer las propiedades de los ácidos y las bases es de gran utilidad, ya que son parte integral de cualquier cosa, de la gente que vive en ella y de casi todo lo que se encuentra de ella. Nuestros alimentos por lo general son ácidos; nuestra sangre es ligeramente básica, pero nuestro estomago a un nivel de acidez que podría deshacer una pieza metálica. Las sustancias que utilizamos para limpiar nuestro cuerpo y nuestra casa suelen ser básicas. La aspirina y la vitamina C son sustancias acidas. Los ácidos y las bases también son de suma importancia en la industria química. Entre los compuestos más importantes podemos mencionar el ácido sulfúrico (H2SO4) y el fosfórico (H3PO4) que se utilizan para fabricar fertilizantes. La elaboración de papel, de fibras sintéticas como el nailon y el poliéster, de adhesivos, cosméticos, pastas de dientes y miles de productos que requiere el uso de sustancias acidas y básicas.

¿Qué es el pH? Sabemos que hay sustancias ácidas y básicas, pero también es muy importante saber qué tan ácidas o qué tan básicas son, o sea, pasar de un aspecto cualitativo a una escala cuantitativa. Para establecer el grado de acidez o de basicidad (o alcalinidad), los científicos utilizan lo que se conoce como escala de pH. Esta escala se relaciona con la concentración de protones (H+) que una sustancia forma disolución y que se mide por moles y por litro. La concentración de protones puede ser muy pequeña, pero ya sabemos las ventajas de utilizar la notación científica para escribir estas cantidades. Entre mayor sea la concentración de protones, menor será el pH y mayor la acidez; y al disminuir, el pH aumenta y es mayor la alcalinidad. Pero ¿Por qué al aumentar la concentración de protones disminuye el pH? La respuesta está en el exponencial negativo de la notación

científica: entre mayor sea el exponente, menor es la concentración. Si no te queda claro, observa la siguiente tabla

Neutralización Si inicialmente tenemos, una sustancia acida (como el vinagre, cuyo pH que es aproximadamente 3) y agregamos una sustancia básica (como el bicarbonato de sodio), el pH aumenta hasta llegar a 7. Como en este punto el medio es neutro, a este proceso se le llama neutralización. Se logra el mismo efecto si a una base le añadimos poco a poco un ácido. En este caso el pH, inicialmente mayor a 7, disminuirá hasta lograr la neutralización (pH=7). Cuando una base y un ácido se combinan siempre se produce agua y un nuevo compuesto llamado “sal”, y ambos compuestos son neutros, es decir, que no son ácidos ni básicos. En algunas ocasiones estas reacciones van acompañadas del a formación de gas.

La manera más común de recordar cómo es un proceso de neutralización es como la frase: acido + acido  sal + agua Muchos indicadores comerciales contiene varios compuestos, entre ellos se destacan unos llamados antocianinas, que son responsables de muchos colores que observamos en plantas y flores. Hay más de 150 diferentes antocianinas, por lo que su jugo se utiliza como un indicador de pH.

MODELO DE ÁCIDOS Y BASES MODELO DE ARRHENIUS En las páginas anteriores hablamos de ácidos bases, pero solo de un punto de vista fenomenológico; ahora necesitamos profundizar en la estructura química de estas sustancias. ¿Cuál es la característica que hace que estas sustancias se comporten como ácidos o como bases? Primero hay que notar cuando un ácido se combina con una base se obtiene siempre H2O. En la tabla se aprecia que el agua pura tiene un pH neutro; por el momento, consideramos que la molécula del agua es el resultado de la suma de los dos iones: un protón (H+) y un hidroxilo (OH-): H+ OH-  H2O El agua pura siempre es neutra porque siempre tenemos la misma cantidad de iones positivos que de iones negativos. Esta fue la idea que desarrollo el científico sueco Svante August Arrhenius (1859-1927) cuando apenas tenía 24 años de edad

ÁCIDOS Y BASES DE ARRHENIUS Según el modelo de Arrhenius, los ácidos y las bases son electrolitos, es decir, sustancias que al disolverse en el agua forman iones. Los ácidos producen iones H+ o protones. De forma general: HB + H2O H+ BHB = ácidos B- = anión Por ejemplo, el cloruro de hidrógeno (HCI) es un gas que al disolverse en agua produce lo que conocemos como ácido clorhídrico y se disocia en dos iones: HCI (ac)  H+ (ac) + CI-(ac) Ya que al disolverse en agua forma iones H+, entonces corresponde a un ácido de Arrhenius. Otra manera de escribirse esta reacción es la siguiente: HCI(ac) + H2O(l) H3O+(ac) + CI- (ac)

La acidez de una sustancia se determina a través de la medición del pH. Para medirlo, generalmente se utiliza un papel que cambia de color de acuerdo a su magnitud. Analizaremos este método, y también veremos algunos experimentos sencillos.

La Hortensia (Hydrangea) cambia de color de acuerdo al pH del suelo. En las superficies ácidas las flores son azules, mientras que en las alcalinas son rosas. Los ácidos son sustancias que poseen uno o más átomos de hidrógeno que pueden disociarse en iones de hidrógeno (H+). Las bases son sustancias que tienen uno o más grupos de hidroxilos (OH) que pueden disociarse en iones hidróxido (HO-). El pH indica la acidez de una sustancia y para medirlo se considera el número de protones (iones H*) y el número de iones hidróxido (HO-) presentes en la sustancia. Si el valor del pH de una sustancia es igual a 7, podés decir con seguridad que es neutra. Si es mayor, se trata de una sustancia base y si es menor, un ácido. La sangre humana tiene un pH de 7.35, es decir que es casi neutra. Los seres vivos poseen mecanismos que mantienen en equilibro los ácidos y las bases presentes en sus fluidos. El químico danés Sörensen, definió al pH como el “logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno”.

pH = - log [H+]

La medición del pH puede hacerse mediante dos métodos: 1) Método colorimético: Es el más común. Se realiza introduciendo un papel indicador en la sustancia y luego se observa el color que presenta. Cada color indica un valor diferente de pH. 2) Utilización de electrodo: Un tubo conectado a un medidor de pH (pHmetro) se introduce en el recipiente que contiene la sustancia. De este forma se determina el número de iones H+ y HO- que están presentes.