pH y alcalinidad
Medida de calidad de agua: el pH
La calidad del agua y el pH son a menudo mencionados en la misma frase. El pH es un factor muy importante, porque determinados procesos químicos solamente pueden tener lugar a un determinado pH. Por ejemplo, las reacciones del cloro solo tienen lugar cuando el pH tiene un valor de entre 6,5 y 8.
El pH es un indicador de la acidez de una sustancia. Está determinado por el número de iónes libres de hidrógeno (H+) en una sustancia.
La acidez es una de las propiedades más importantes del agua. El agua disuelve casi todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara algunos de los iones más solubles en agua.
El resultado de una medición de pH viene determinado por una consideración entre el número de protones (iones H+) y el número de iones hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de iones hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7.
El pH del agua puede variar entr 0 y 14. Cuando el ph de una sustancia es mayor de 7, es una sustancia básica. Cuando el pH de una sustancia está por debajo de 7, es una sustancia ácida. Cuanto más se aleje el pH por encima o por debajo de 7, más básica o ácida será la solución.
El pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá en dos unidades.El término común para referirse al pH es la alcalinidad.
| La palabra pH es la abreviatura de "pondus Hydrogenium". Esto significa literalmente el peso del hidrógeno. El pH es un indicador del número de iones de hidrógeno. Tomó forma cuando se descubrió que el agua estaba formada por protones (H+) e iones hidroxilo (OH-). El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número. Cuando una solución es neutra, el número de protones iguala al número de iones hidroxilo. Cuando el número de iones hidroxilo es mayor, la solución es básica, Cuando el número de protones es mayor, la solución es ácida. |  | ¿Sabías que el pH de la Coca-Cola está alrededor de 2? ¿Y sabías que es inútil medir el pH del agua de ósmosis inversa o del agua desmineralizada? Ni el agua desmineralizada ni el agua de ósmosis inversa contienen iones tampón. Esto significa que el pH puede ser tan bajo como 4, pero también tan alto como 12. Ambos tipos de agua no son fácilmente utilizables en su forma natural. ¡Siempre son mezclados antes de su aplicación! |
Métodos de determinación del pH
Existen varios métodos diferentes para medir el pH. Uno de estos es usando un trozo de papel indicador del pH. Cuando se introduce el papel en una solución, cambiará de color. Cada color diferente indica un valor de pH diferente. Este método no es muy preciso y no es apropiado para determinar valores de pH exactos. Es por eso que ahora hay tiras de test disponibles, que son capaces de determinar valores más pequeños de pH, tales como 3.5 or 8.5.
El método más preciso para determinar el pH es midiendo un cambio de color en un experimento químico de laboratorio. Con este método se pueden determinar valores de pH, tales como 5.07 and 2.03.
Ninguno de estos métodos es apropiado para determinar los cambios de pH con el tiempo.
El electrodo de pH
Un electrodo de pH es un tubo lo suficientemente pequeño como para poder ser introducido en un tarro normal. Está unido a un pH-metro por medio de un cable. Un tipo especial de fluído se coloca dentro del electrodo; este es normalmente “cloruro de potasio 3M”. Algunos electrodos contienen un gel que tiene las mismas propiedades que el fluído 3M. En el fluído hay cables de plata y platino. El sistema es bastante frágil, porque contiene una pequeña membrana. Los iones H+ y OH- entrarán al electrodo a través de esta membrana. Los iones crearán una carga ligeramente positiva y ligeramente negativa en cada extremo del electrodo. El potencial de las cargas determina el número de iones H+ y OH- y cuando esto haya sido determinado el pH aparecerá digitalmente en el pH-metro. El potencial depende de la temperatura de la solución. Es por eso que el pH-metro también muestra la temperatura.
Ácidos y bases
Cuando los ácidos entran en contacto con el agua, los iones se separan. Por ejemplo, el cloruro de hidrógeno se disociará en iones hidrógeno y cloro (HCL--à H+ + CL-).
Las bases también se disocian en sus iones cuando entran en contacto con el agua. Cuando el hidróxido de sodio entra en el agua se separará en iones de sodio e hidroxilo (NaOH--à Na+ + OH-).
Cuando una sustancia ácida acaba en el agua, le cederá a ésta un protón. El agua se volverá entonces ácida. El número de protones que el agua recibirá determina el pH. Cuando una sustancia básica entra en contacto con el agua captará protones. Esto bajará el p del agua.
Cuando una sustancia es fuertemente ácida cederá más protones al agua. Las bases fuertes cederán más iones hidroxilo.
A continuación resumimos una lista de productos y su pH:
| pH | producto |
| 14 | Hidróxido de sodio |
| 13 | lejía |
| 12.4 | lyme |
| 11 | amoniaco |
| 10.5 | manganeso |
| 8.3 | levadura en polvo |
| 7.4 | sangre humana |
| 7.0 | gua pura |
| 6.6 | leche |
| 4.5 | tomates |
| 4.0 | vino |
| 3.0 | manzanas |
| 2.0 | zumo de limón |
| 0 | ácido clorhídrico |
| Muy ácida | pH 4 o menos | jugos gástricos (2,0) limón (2,3) vinagre (2,9) refrescos (3,0) vino (3,5) naranja (3,5) tomate (4,2) |
| Moderadamente ácida | pH 5 | lluvia ácida (5,5) |
| Ligeramente ácida | pH 6 | |
| Neutra | pH 7 | saliva en reposo (6,6) agua pura (7,0) saliva al sangre humana (7,4) |
| Ligeramente alcalina | pH 8 | agua de solución bicarbonato sódico (8,4) |
| Moderadamente alcalina | pH 9 | Dentífrico 9,5 |
| Muy alcalina | pH 10 o más | leche de magnesia (10,5) amoníaco casero 11,5 |
En general los cultivos que llamarán nuestra atención necesitarán una solución que va desde moderadamente ácida a neutra. A continuación una tabla con los pH apropiados para cada tipo de cultivo:
| pH 4,5 a 5,5 | ||
| Ageratum blanco Altramuz Aretusa Arnica Azalea Bluebead | Camelia Chaifern Everlasting Pearl Gardenias Helecho miriáceo Lirio carolina Lirio del Valle | Orquídeas Remínculo Roble de arbusto Rododendro Rosas Verónica Vesentósigo |
| pH 5,5 a 6,0 | ||
| Altramuz Azul europeo Bocolia Cacahuate Calceolaria Carraspique | Clavel Dalias Guisante de olor Hortensia Lirios | Menta Nabo Polipodio Siempreviva |
| pH 6,7 a 7,0 | ||
| Adormidera Aguileña Alhelí Anémona Apio Aster Aster Chino Azafrán Begonia Berraza Berza Betabel Calabazas Caléndulas Cebolla Centaura Coliflor Coreopsis Crisantemos Chícharo | Don Diego del Espárrago Espinaca Espuela de Caballero Flor de jardín Flox Frijol Gailardia Geranio Girasol Gladiolos Gysophilias Habas Jacintos Limón Lirio del día Maiz Mariposas | Mastuerzo Menta Nabo Naranjo Narcisos No me olvides Pasionaria Pentstemen Peonía Rábanos Repollo Resedá Saxifrage Tabaco Tulipanes Verbena Violetas Visteria Zanahoria |
| pH 7,0 a 7,5 | ||
| Alamos Alfalfa Algodón Avena Berabel Calabazas Cañamero Cebada Cerezos | Ciruelos Durazno Grosellero Manzano Melones Papayas Pastos de prado | Patatas Pepinos Trigo Vellorita Vid Zinia |
| Ácidos Fuertes | Fórmula |
| A. perclórico | HClO4 |
| A. sulfúrico | H2SO4 |
| A. Yodhídrico | HI |
| A. Bromhídrico | HBr |
| A. Clorhídrico | HCl |
| A. Nítrico | HNO3 |
Ácidos débiles
Los ácidos débiles son ácidos que en la solución acuosa no disocian por completo, es decir, que liberan sólo por una parte muy pequeña de sus iones H+. Son ácidos débiles el ácido acético (Vinagre), el ácido fosfórico y todos los ácidos orgánicos
El ácido acético es un buen ejemplo de ácido débil, porque en una disolución acuosa 1ama se ioniza menos de 0,5 % de las moléculas del ácido y 99,5% permanece como moléculas.
Es importante destacar que la fuerza de un ácido no es lo mismo que su concentración. La concentración, es la cantidad de soluto disuelto en un volumen dado de la disolución; en cambio la fuerza es la disolución de sus moléculas en iones.
Tanto la fuerza como la concentración de los ácidos son importantes para determinar el tipo d reacción que un ácido puede llevar a cabo , así como cuánto daño puede hacer a las células del organismo.
Ejemplo:, los ácidos fuertes, como el clorhídrico y el sulfúrico, causan severos daños a la piel, ojos y muchas cosas, en aun bajas concentraciones. En cambio los ácidos débiles en bajas concentraciones, como el vinagre , no suelen ser peligrosos pero podrían llegar a serlo : le mismo ácido acético concentrado causa quemaduras y provoca irritación en el tuvo respiratorio si se inhala sus vapores.
Las bases también pueden clasificarse como débiles y fuertes, según la cantidad de iones que liberan en una solución
Bases Fuertes
Las bases fuerte, llamadas también electrolitos fuertes, son aquellas capaces de disociarse totalmente en iones de Hidróxido
Por lo general, los óxidos e hidróxidos de los grupos alcalinos y alcalinotérreos forman bases fuerte.
Las base fuerte, aún en bajas concentraciones resultan ser muy corrosivas y dañinas para los tejidos, animales y vegetales.
Por ejemplo el NaOH o soda cáustica (producto que puede encontrase con frecuencia en los hogares) es ALTERNAMENTE REACTIVO, por lo que resulta muy útil para la limpieza de las tuberías atascadas por diversos residuos. Este producto debe manejarse con cuidad, porque puede producir quemaduras en la piel.
| Bases Fuertes | Formulas |
| Hidróxido de Litio | LiOH |
| Hidróxido de sodio | NaOH |
| Hidróxido de potasio | KOH |
| Hidróxido de calcio | Ca (OH)2 |
| Hidróxido de estroncio | Sr(OH)2 |
| Hidróxido de bario | Ba (OH)2 |
| Hidróxido de magnesio | Mg (OH)2 |
Bases Débiles
Base débiles son sustancias que en disolución acuosa no se disocian por ejemplo en sus iones. Por ejemplo, el amoniaco es una base débil, porque en una solución acuosa 1M solo 0,5 % de sus moléculas se disocian en iones de amonio y iones de OH Y cerca de 99,5% permanece intacto
Otras bases son el hidróxido de aluminio y el hidróxido férrico
La gran mayoría de ácidos y de bases se clasifican como débiles, pero por ese motivo no dejan de ser importantes. La mayor parte de las reacciones químicas en los seres vivos se producen se producen entre ácidos y bases débiles, de allí la gran importancia de su comportamiento.
Las bases débiles concentradas también deben manejarse con cuidado, pues resultan dañinas y hasta venenosas. Un ejemplo es el amoniaco, que en solución acuosa se conoce como hidróxido de amoniaco: en contacto con el aire libre libera gas amoniaco con gran rapidez. Este gas es muy tóxico si se inhala, e irrita ojos y mucosa.
Ácidos y bases corrientes
| NOMBRE | FÓRMULA | PRESENTE EN |
| Ácidos | ||
| Ácido acético | HC2H3O2 | Vinagre |
| Ácido acetilsalicílico | HC9H7O4 | Aspirina |
| Ácido ascórbico | H2C6H6O6 | Vitamina C |
| Ácido | H3C6H5O7 | Jugo de limón y de otros |
| Ácido clorhídrico | HCI | Jugos gástricos (líquidos digestivos del estómago) |
| Ácido sulfúrico | H2SO4 | Pilas |
| Bases | ||
| Amoníaco | NH3 | Limpiadores domésticos (solución acuosa) |
| Hidróxido de calcio | Ca(OH)2 | Cal apagada (utilizada en construcción) |
| Hidróxido de magnesio | Mg(OH)2 | Lechada de magnesio (antiácido y laxante) |
| Hidróxido de potasio (también llamado potasa cáustica) | KOH | |
| Hidróxido de sodio | NaOH | Limpiadores de tuberías y |
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