Medición pH

Ácido-Base

Arrhenius definió los ácidos como sustancias que, al disolverse en agua, se disocian en iones. Uno de estos iones es positivo (catión) y es siempre el H⁺. El otro ión es negativo (anión) y depende de la naturaleza de la sustancia.
Ejemplo:

                        HCl → H⁺ + Cl^-

Por otra parte, definió las bases como sustancias que, al disolverse en agua, se disocian en iones. Uno de estos iones es negativo y es siempre el OH^-. El otro ión es positivo y depende de la naturaleza de la sustancia. Ejemplo:

                        NaOH → Na⁺ + OH^-

Hay más definiciones y teorías sobre el comportamiento ácido-básico de las sustancias (como es el caso de la teoría propuesta en 1923 por los científicos Brönsted y Lowry).

Escala pH

Una forma práctica de medir el carácter ácido o básico de una sustancia es la escala de pH (del francés "pouvoir hidrogène", es decir, poder del hidrógeno). Dicha escala comprende valores entre 0 y 14 unidades. Para medir este valor es necesario conocer la concentración de iones H⁺, puesto que se calcula mediante la expresión:

                        pH = -log[H⁺]

Si una sustancia presenta un valor de pH que se encuentra dentro d el intervalo [0,7), tendrá carácter ácido (siendo más ácida cuanto más pequeño sea su valor de pH). Por contra, si una sustancia presenta un valor de pH que se encuentra dentro del intervalo (7,14] tendrá carácter básico (siendo más básica cuanto mayor sea su valor de pH). El valor pH=7 no está incluido dentro de ningún intervalo porque se corresponde con un pH neutro (como puede ser el caso del agua).

Propiedades

Las principales propiedades de las sustancias ácidas son:

Presentan sabor agrio o ácido.
Reaccionan con los metales desprendiendo hidrógeno.
Participan de las reacciones de neutralización, esto es, reaccionan con las bases produciendo una sal y agua.
Son sustancias conductoras de la electricidad en disolución acuosa.

Las principales propiedades de las sustancias básicas son:

Presentan sabor amargo.
Tienen tacto jabonoso.
No reaccionan con los metales.
Participan de las reacciones de neutralización, esto es, reaccionan con las ácidos produciendo una sal y agua.
Son sustancias conductoras de la electricidad en disolución acuosa.

Indicadores de pH

Es posible que, en ocasiones, necesitemos conocer experimentalmente si una sustancia presenta carácter ácido o básico. A la vista de lo estudiado, podríamos acudir a la definición propuesta por el químico sueco Arrhenius y disociarla en agua para analizar qué tipo de iones desprende. Otra posibilidad sería recurrir a las propiedades de estas sustancias y comprobar, por ejemplo, si reacciona o no con los metales.

En la práctica, dada la complejidad de las propuestas anteriores, se acostumbra a hacer uso de unas sustancias llamadas indicadores. Se trata de sustancias orgánicas capaces de cambiar de color según sea el pH de la disolución a la que se añaden.

Existe una gran variedad de indicadores aunque los más utilizados son el azul de bromotimol, la fenolftaleína y el papel universal. El azul de bromotimol, al ser añadido a una disolución ácida, toma un color amarillo característico pero, al ser añadido a una disolución básica, toma un color azul. La fenolftaleína, al ser añadida a una disolución ácida, no adquiere ningún color (se mantiene incolora) pero, al ser añadida a una disolución básica, toma un color rosa intenso. El papel universal, al ser añadido a una disolución ácida, toma un color rojo oscuro pero, al ser añadido a una disolución básica, toma un color azul intenso.