Física y química 8.º curso: pH, reacciones ácido-base y precipitación
Física y química, 8.º curso (Portugal): Cómo saber si una disolución es ácida, neutra o básica, qué le pasa al pH cuando un ácido se encuentra con una base y cómo los iones disueltos pueden formar una sal sólida.
La escala de pH
El pH indica el carácter químico de una disolución acuosa. En la escala habitual, de 0 a 14 (a 25 °C): por debajo de 7 es ácida, 7 es neutra, por encima de 7 es básica. Se determina con indicadores, como el indicador universal, que cambian de color según el pH, y con más precisión con un medidor de pH. Valores aproximados: zumo de limón cerca de 2, agua pura 7, disolución de bicarbonato de sodio cerca de 8, lejía doméstica por encima de 11.
Dos formas de reaccionar las disoluciones
Al mezclar disoluciones, sus iones pueden encontrarse y reaccionar. En una reacción ácido-base, un ácido y una base reaccionan y el pH se acerca a 7: por eso un antiácido alivia la acidez y se echa cal en un suelo demasiado ácido. En una reacción de precipitación, iones de dos disoluciones forman una sal poco soluble en agua, que aparece como sólido: el precipitado. Así se forman estalactitas, conchas y corales de carbonato de calcio.
Prever el pH y escribir las ecuaciones
Mezcla 50 mL de ácido clorhídrico con 50 mL de hidróxido de sodio de la misma concentración: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l). Ácido + base da sal + agua. Con cantidades equivalentes, el pH queda cerca de 7; con el doble de ácido, sobra ácido y el pH queda por debajo de 7. Precipitación: CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → CaCO₃(s) + 2 NaCl(aq). La (s) es el precipitado blanco, poco soluble; el NaCl sigue disuelto. Los átomos cuadran: 1 Ca, 2 Cl, 2 Na, 1 C, 3 O.
Ácido más base no siempre da pH 7
«Si mezclo un ácido con una base queda neutro»: solo si las cantidades coinciden. La reacción gasta ácido y base en la proporción de la ecuación; si sobra ácido, la disolución final es ácida, y si sobra base, es básica. Por eso, para predecir el pH, compara las cantidades. Otro error: «ácido es peligroso, base es inofensiva». Una base fuerte, como la sosa cáustica (hidróxido de sodio), también irrita y quema.
Agua dura, cal y antiácidos
Un agua es dura cuando lleva muchos iones de calcio y magnesio disueltos. En casa deja cal en hervidores y tuberías, porque el carbonato de calcio, poco soluble, precipita; en la industria obstruye calderas y tuberías. Se trata con ablandadores, que cambian esos iones, y la cal se quita con vinagre. Para saber cuán dura es el agua de tu región, busca el informe que publica la entidad que la suministra.
Pon a prueba lo que has aprendido
Una disolución acuosa tiene pH 9 a 25 °C. ¿Cuál es su carácter químico?
- a) Ácida, porque 9 es un número alto
- b) Neutra
- c) Básica
Respuesta correcta: c) Básica — Correcto: por encima de 7 es básica. El bicarbonato de sodio en agua es un ejemplo conocido.
Se mezclan disoluciones de cloruro de calcio y de carbonato de sodio y se forma un sólido blanco. ¿Qué sustancia es ese sólido?
- a) Cloruro de sodio, NaCl, la sal de mesa
- b) Carbonato de calcio, CaCO₃, una sal poco soluble en agua
- c) Cloruro de calcio, CaCl₂, que no se disolvió
- d) No se forma ningún sólido: los iones solo se mezclan
Respuesta correcta: b) Carbonato de calcio, CaCO₃, una sal poco soluble en agua — Correcto: el Ca²⁺ y el CO₃²⁻ se encuentran y forman CaCO₃(s), el precipitado.
Un alumno mezcla una disolución ácida con una básica. ¿Qué afirmación sobre el pH final es correcta?
- a) Es siempre exactamente 7
- b) Es la media de los dos valores de pH iniciales
- c) Es siempre básico, porque la base «gana» al ácido
- d) Depende de las cantidades: si sobra ácido, pH por debajo de 7; si sobra base, por encima de 7; cantidades equivalentes, cerca de 7
Respuesta correcta: d) Depende de las cantidades: si sobra ácido, pH por debajo de 7; si sobra base, por encima de 7; cantidades equivalentes, cerca de 7 — Correcto: para predecir el pH, compara las cantidades y mira cuál de los reactivos sobra.
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