Entre las clases de sustancias utilizadas en los laboratorios, en la industria o en la vida doméstica, hay dos tipos comunes y conocidos: los ácidos y los álcalis. Ya en 1663, el químico Robert Boyle observó que algunas sustancias tenían una serie de propiedades similares, como la de cambiar el color de ciertos colorantes. En CurioSfera-Ciencia.com, te explicamos qué es la acidez y qué es la alcalinidad.
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Acidez y propiedades de los ácidos
De entre las numerosas sustancias que existen en la naturaleza o que se pueden obtener artificialmente, estudiaremos con más detalle un conjunto que tienen propiedades químicas en común y que son de uso muy corriente. A veces decimos: «Esta manzana es ácida», o bien: «Tengo acidez en el estómago». La sensación característica que asociamos a la palabra acidez una de las propiedades de este tipo de sustancias.
Podemos identificar las sustancias que denominamos ácidos por las propiedades que tienen cuando están disueltas en agua. Son estas:
- Un sabor característico que llamamos ácido.
- El papel indicador universal, en contacto con un ácido, toma una coloración entre el rojo y el naranja.
- Reaccionan con el zinc y con otros metales.
- Reacciona con los carbonatos desprendiendo dióxido de carbono. Esta reacción se utiliza, por ejemplo, para saber si una roca es caliza.
Diferentes tipos de ácidos
En nuestra vida cotidiana utilizamos algunos ácidos casi a diario. Los limones, los pomelos, las naranjas, etc., contienen ácido cítrico. El vinagre contiene ácido acético que procede de la transformación del alcohol del vino cuando está en contacto con el aire. El ácido clorhídrico, que se utiliza en la limpieza doméstica, es un ácido fuerte, corrosivo y muy peligroso. Nuestro estómago lo secreta, en forma muy diluida, para ayudar a digerir los alimentos.
En las baterías de los automóviles hay ácido sulfúrico, que es otro ácido muy fuerte. Por otro lado, tenemos algunos tipos de ácidos que se emplean en los laboratorios o en la industria. Las fórmulas de los ácidos que se utilizan más frecuentemente son estas:
- HCl: ácido clorhídrico
- HN03: ácido nítrico
- H2S04: ácido sulfúrico
- H2C03: ácido carbónico
Alcalinidad y propiedades de los álcalis
Hay otro grupo de sustancias de propiedades contrarias a las de los ácidos. Aunque la palabra «alcalinidad» no es tan frecuente como «acidez», habrás oído comentar que un champú determinado es más o menos alcalino que otro. Los álcalis, llamados también bases, disueltos en agua tienen las propiedades siguientes:
- Un sabor parecido al del jabón. Tampoco los álcalis debemos probarlo nunca.
- Si dejamos caer unas gotas de álcali en un papel indicador universal, toma una coloración entre el verde y el azul intenso.
- Si añadimos unas gotas de fenolftaleína a un álcali, éste toma una coloración roja.
Diferentes tipos de álcalis
La solución acuosa de amoníaco es uno de los álcalis más usados en la limpieza de las casas. El amoníaco es un gas que reconocemos fácilmente por el olor.
También usamos mucho la potasa cáustica o hidróxido de potasio, que sirve para desengrasar los hornos y los fogones. El bicarbonato de sodio o hidrógeno carbonato de sodio se utiliza para cocinar y tiene también aplicaciones en medicina. Asimismo, el hidróxido de calcio, llamado también cal, se utiliza generalmente en la agricultura y en la construcción. Muchas sustancias alcalinas son hidróxidos. Las fórmulas de los más importantes son las siguientes:
- NaOH: hidróxido de sodio
- KOH: hidróxido de potasio
- Ca(OH)2: hidróxido de calcio
- NH4OH: hidróxido de amonio (amoníaco disuelto en agua)
También tienen propiedades alcalinas otras sustancias que no son hidróxidos, como, por ejemplo:
- HNaC03: hidrógeno carbonato de sodio (o bicarbonato de sodio)
La escala del pH
Ya hemos visto que hay ácidos muy fuertes, como el ácido clorhídrico, HCI, í el ácido sulfúrico, H2S04. Pero también ácidos mucho más débiles, como el ácido cítrico y el ácido acético.
Pasa igual con las sustancias alcalinas. Los hidróxidos de sodio, NaOH, y de potasio, KOH, son fuertes, mientras que el hidrógeno carbonato de sodio, HNaC03, es débil. Para medir el grado de acidez o de alcalinidad de una solución utilizamos una escala que llamamos escala del pH. Según esta escala:
- Las sustancias que no tienen ni propiedades ácidas ni propiedades alcalinas, que llamamos sustancias neutras, tienen un pH 7.
- Las sustancias ácidas tienen un valor inferior a 7, más bajo cuanto mayor es la acidez.
- Las sustancias alcalinas tienen un pH superior a 7, más alto cuanto más alcalinas sean.
¿Cómo se mide el pH?
Un sistema muy cómodo para medir el pH de una solución consiste en humedecer un trozo de papel que llamamos papel indicador universal del pH. Este papel, que antes de mojarlo con la solución es de un color naranja pálido, cambia de color dependiendo del pH de la solución.
Si comparamos el color que toma con una escala de colores ya establecida, podemos deducir el valor del pH. Para distinguir un ácido de un álcali, se utilizan unas sustancias que cambian de color cuando entran en contacto. Estas sustancias (papel indicador universal, fenolftaleína) se llaman indicadores. También es un indicador el jugo o zumo de la col lombarda. Si le añadimos una sustancia ácida, como el vinagre, se vuelve de color rojo, y si le añadimos una sustancia alcalina, como una solución de amoniaco, se vuelve verde.
Neutralización
Si a un ácido le añadimos un álcali, se produce entre ellos una reacción, y el ácido, en parte, se neutraliza. Si le añadimos suficiente cantidad de álcali, podemos llegar a eliminar todas las propiedades ácidas de la solución; decimos, en este caso, que hemos obtenido una solución neutra.
En esta reacción química, que llamamos neutralización, se obtiene, además de agua, una sustancia que pertenece al grupo de las sales. Se produce una reacción de neutralización, por ejemplo, cuando añadimos hidróxido de sodio al ácido clorhídrico, que son dos productos muy peligrosos que nunca podemos ingerir por separado. De la reacción química entre ellos, obtenemos agua y sal común.
La neutralización se utiliza en los laboratorios y en las industrias, pero también en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, el exceso de ácido clorhídrico en el estómago, que puede producir trastornos digestivos, lo combatimos con un álcali débil, como el bicarbonato de sodio.
Las picaduras de abeja las tratamos con la aplicación de amoníaco diluido o de otro álcali, debido a que la sustancia inoculada por el insecto es ácida. En cambio, las avispas, cuando pican, introducen un líquido alcalino. En este caso, tenemos que neutralizar sus efectos con vinagre o cualquier sustancia un poco ácida.
Nombres y fórmulas de las sales
Todas las sales que se obtienen a partir del ácido clorhídrico las llamamos cloruros. Por ejemplo:
- NaCl: cloruro de sodio
- KCl: cloruro de potasio
- CaCI2: cloruro de calcio
Las sales obtenidas de los ácidos sulfúrico, nítrico y carbónico se llaman, respectivamente, sulfatos, nitratos y carbonatos. Por ejemplo:
- Na2S04: sulfato de sodio
- CuS04: sulfato de cobre II
- NaN03: nitrato de sodio
- CaC03: carbonato de calcio
- Na2C03: carbonato de sodio
Acidez y Alcalinidad resumen
- Una sustancia ácida es aquella que, disuelta en agua, presenta las siguientes propiedades:
- Sabor ácido.
- Hace volver rojo el papel indicador universal.
- Reacciona con el zinc y con otros metales desprendiendo gas hidrógeno.
- Reacciona con los carbonatos desprendiendo dióxido de carbono.
- Una sustancia alcalina es aquella que, disuelta en agua, presenta las siguientes propiedades:
- Sabor parecido al del jabón.
- Hace volver azul el papel indicador universal.
- Toma una coloración roja cuando le añadimos unas gotas de fenolftaleína.
- Un indicador es una sustancia que cambia de color cuando entra en contacto con soluciones ácidas o alcalinas.
- Para medir el grado de acidez o de alcalinidad de una solución se utiliza la escala del pH. Sus valores van de N, que corresponde a las sustancias más ácidas, hasta el 14, que corresponde a las más alcalinas.
- La reacción entre ácidos y álcalis la llamamos neutralización.
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