Ácidos y bases
Los ácidos y las bases son sustancias definidas por su comportamiento frente a los protones, y su reacción mutua forma una sal y agua.
Los ácidos y las bases son dos familias de sustancias que se definen por su comportamiento frente a los protones (iones H⁺) y que se miden con la escala del pH. Están en el limón, el vinagre, el jabón, el estómago y casi todos los procesos industriales, y su reacción mutua, la neutralización, es una de las más estudiadas de la química.
¿Qué son los ácidos y las bases?
Un ácido es una sustancia que, en disolución acuosa, aumenta la concentración de iones hidrógeno (en realidad, de iones hidronio, H₃O⁺). Una base es la que aumenta la concentración de iones hidróxido (OH⁻) o, en un sentido más general, la que es capaz de captar protones. La palabra «ácido» procede del latín acidus («agrio»), y «álcali», sinónimo clásico de base soluble, viene del árabe al-qali, «las cenizas de plantas», de donde se obtenía la potasa.
Las tres teorías ácido-base
La definición ha ido ampliándose a medida que se conocían más reacciones:
| Teoría | Ácido | Base | Limitación |
|---|---|---|---|
| Arrhenius (1884) | Libera H⁺ en agua | Libera OH⁻ en agua | Solo sirve para disoluciones acuosas |
| Brønsted-Lowry (1923) | Cede protones | Acepta protones | Exige que haya transferencia de H⁺ |
| Lewis (1923) | Acepta un par de electrones | Cede un par de electrones | Es la más general, pero menos intuitiva |
Según Brønsted-Lowry, el amoníaco (NH₃) es una base aunque no tenga grupos OH: en agua acepta un protón y forma el ion amonio.
En esta reacción cada especie tiene su pareja conjugada: el NH₃ (base) pasa a NH₄⁺ (su ácido conjugado) y el H₂O (ácido) pasa a OH⁻ (su base conjugada).
Propiedades características
Ácidos
- Sabor agrio (nunca se debe probar un ácido en el laboratorio).
- Enrojecen el papel de tornasol azul y dejan la fenolftaleína incolora.
- Reaccionan con metales activos (como el cinc o el magnesio) desprendiendo hidrógeno: Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂.
- Reaccionan con los carbonatos liberando dióxido de carbono.
- Conducen la electricidad en disolución, porque se ionizan.
Bases
- Sabor amargo y tacto jabonoso o resbaladizo.
- Azulean el papel de tornasol rojo y vuelven rosa-fucsia la fenolftaleína.
- Neutralizan a los ácidos y también conducen la electricidad en disolución.
- Algunas, como la sosa cáustica, son corrosivas y atacan la piel y las grasas.
Fuertes y débiles
La fuerza de un ácido o una base no depende de su concentración, sino de cuánto se ioniza. Un ácido fuerte se ioniza casi por completo; uno débil lo hace solo parcialmente y se describe con una constante de acidez (Ka).
| Fuertes | Débiles | |
|---|---|---|
| Ácidos | HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ | CH₃COOH (acético), H₂CO₃ (carbónico), HF, H₃PO₄ |
| Bases | NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂ (poco soluble) | NH₃, aminas, carbonato y bicarbonato de sodio |
El pH y el producto iónico del agua
El pH mide la acidez de una disolución a partir de la concentración de iones hidronio, expresada en mol/L. Su análogo para las bases es el pOH. A 25 °C el producto iónico del agua vale 1,0·10⁻¹⁴, y de él se deduce que pH + pOH = 14.
Una disolución es ácida si su pH es menor de 7, neutra si vale 7 y básica si es mayor de 7. Algunos valores de referencia: jugo gástrico, entre 1 y 2; zumo de limón, cerca de 2; agua pura, 7; sangre humana, entre 7,35 y 7,45; lejía doméstica, alrededor de 12 o 13.
Neutralización
Cuando un ácido y una base reaccionan se forman una sal y agua. Es una reacción exotérmica, es decir, desprende calor.
Esta reacción es la base de las valoraciones ácido-base de la química analítica, en las que se añade una disolución de concentración conocida hasta alcanzar el punto de equivalencia, detectado con un indicador o un pH-metro.
Ejercicios resueltos
1. Calcula el pH de una disolución de HCl 0,01 mol/L.
El HCl es un ácido fuerte y se ioniza por completo, así que [H₃O⁺] = 0,01 = 10⁻² mol/L. pH = −log 10⁻² = 2.
2. Calcula el pH de una disolución de NaOH 0,001 mol/L.
El NaOH es una base fuerte: [OH⁻] = 10⁻³ mol/L, luego pOH = 3. Como pH + pOH = 14, pH = 14 − 3 = 11.
3. ¿Qué volumen de NaOH 0,2 mol/L se necesita para neutralizar 20 mL de H₂SO₄ 0,1 mol/L?
Moles de H₂SO₄ = 0,1 mol/L · 0,020 L = 0,002 mol. Según la ecuación, cada mol de ácido necesita 2 mol de NaOH: 0,004 mol. Volumen = 0,004 mol / 0,2 mol/L = 0,02 L = 20 mL.
Aplicaciones y ejemplos de la vida diaria
- Ácido sulfúrico: es el producto químico industrial más fabricado del mundo; se usa en fertilizantes, baterías de plomo y refinado (véase ácido sulfúrico).
- Ácido acético: es el componente del vinagre (ácido acético).
- Hidróxido de sodio: se emplea en la fabricación de jabón, papel y desatascadores.
- Antiácidos: el hidróxido de magnesio o el bicarbonato neutralizan el exceso de ácido clorhídrico del estómago.
- Disoluciones tampón: la sangre mantiene su pH casi constante gracias al sistema ácido carbónico/bicarbonato.
Los ácidos y las bases fuertes son corrosivos: se manipulan con guantes y gafas, y un ácido concentrado nunca se diluye echando agua sobre él, sino añadiéndolo lentamente al agua.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre un ácido fuerte y un ácido concentrado?
La fuerza indica cuánto se ioniza el ácido; la concentración, cuánto ácido hay disuelto. El ácido acético del vinagre es débil, pero puede estar concentrado; el HCl muy diluido sigue siendo un ácido fuerte.
¿Qué ocurre si mezclo un ácido con una base?
Se produce una neutralización: se forman una sal y agua, y se libera calor. Si las cantidades son equivalentes y ambos son fuertes, el pH resultante es 7.
¿El agua es un ácido o una base?
Es anfótera: puede comportarse como ácido o como base según con qué reaccione. Por eso se autoioniza ligeramente en H₃O⁺ y OH⁻.
¿Se pueden tener pH menores que 0 o mayores que 14?
Sí. La escala de 0 a 14 es una convención útil para disoluciones diluidas; un ácido muy concentrado puede dar valores negativos y una base muy concentrada, superiores a 14.
¿Cómo se mide el pH?
Con indicadores como el papel tornasol o la fenolftaleína, con tiras de papel indicador universal, o con precisión con un pH-metro de electrodo de vidrio.
Referencias
- Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E. y Murphy, C. J. Química. La ciencia central. Pearson Educación.
- Chang, R. y Goldsby, K. A. Química. McGraw-Hill.
- IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): entradas «acid» y «base».
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Ácidos y bases». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/acidos-y-bases/
