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de los seres vivos)(Referencias
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El agua tiene una habilidad extraña, y es la de reaccionar
consigo misma de manera reversible, liberando una cantidad igual de iones de
hidrógeno (H+) e iones de hidróxido (OH-). Podemos
determinar si una solución es ácida o básica al examinar la proporción de iones
hidrógeno e hidróxido en la solución.
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Auto-reacción del agua líquida. Aunque el agua líquida se
rompe, no lo hacen todas las moléculas, de hecho, la cantidad de moléculas que
se disocian es poca con respecto a las formas iónicas generadas..
El jugo de limón, el vinagre, el jugo de tomate y el café
son todas soluciones ácidas. Las soluciones ácidas tienen un sabor fuerte o
agrio y, por lo tanto, a veces las asociamos con indigestión. ¿Qué tienen en
común? Para un químico, los ácidos son sustancias que se disocian en el agua y
liberan iones de hidrógeno (H+). Por ejemplo, un ácido importante es
el ácido clorhídrico (HCl), que se disocia tal como se muestra en (3).
Las soluciones ácidas tienen una mayor concentración de iones (H+) que
los iones (OH-). La acidez de una sustancia depende de cuán
completamente se disocia en el agua. El HCl se disocia casi por completo; por
lo tanto, se llama un ácido fuerte. Si se agrega ácido clorhídrico a un vaso de
precipitados de agua, la cantidad de iones de hidrógeno (H+) aumenta
enormemente.
Disociación de un ácido fuerte. Los ácidos liberan
hidrógenos de carga positiva.
La leche de magnesia y el amoníaco son soluciones básicas
(alcalinas) comunes con las que la mayoría de la gente está familiarizada. Las
soluciones básicas tienen un sabor amargo y se sienten resbaladizas cuando
están en el agua, y aunque la mayoría de sus propiedades son opuestos a los de
los ácidos, si tienen en común con estos que queman al contacto con la piel
cuando están muy concentradas. Para un químico, las bases son sustancias que
absorben iones de hidrógeno (H+). La base más común es el grupo
hidroxilo (OH-) que captura iones de hidrógeno para formar
nuevamente agua. Al igual que los ácidos, la fuerza de una base está
determinada por cuán completamente se disocia. La disociación del hidróxido de
sodio está casi completa; por lo tanto, se llama una base fuerte, el amoniaco (NH3)
por sí mismo es una base, por lo que también se le considera una base fuerte.
Si se agrega hidróxido de sodio (NaOH) a un vaso de precipitados de agua, la
cantidad de iones de hidróxido aumenta, y estos a su vez consumen iones de
hidrógeno (H+) bajando la acidez. Muchas bases fuertes, como el
amoníaco, son limpiadores domésticos útiles y muy comunes. El amoníaco tiene un
símbolo de veneno y tiene una fuerte advertencia de no ingerir el producto. Ni
los ácidos ni las bases concentrados deben probarse, porque son bastante
destructivos para las células.
Tabla 1. Se considera ácida una sustancia con pH menor que 7; básica una con pH mayor que 7; y neutra las de pH 8.
La acidez es inversa al pH, entremenor es el valor de pH más ácida
es la sustancia. Existen sustancias tan ácidas que sus pH son negativos.
El pH es una forma matemática de indicar el número de iones
de hidrógeno (H+) en una solución. La escala de pH se usa para
indicar la acidez o basicidad de una solución. La escala de pH varía de 0 a 14,
aunque sustancias ácidas concentradas pueden dar valores negativos. Un pH de 7
representa un estado neutral en el que las concentraciones de iones de
hidrógeno e hidróxido son iguales, como en el agua pura. Un pH por debajo de 7
es ácido porque la concentración de iones de hidrógeno, comúnmente expresada en
corchetes como ([H+]), es mayor que la
concentración de hidroxilo, ([OH-]). Un pH superior
a 7 es básico porque ([OH-]) es mayor que ([H+]).
Además, a medida que bajamos la escala de pH de pH 7 a pH 0, cada unidad tiene
10 veces la acidez ([H+]) de la unidad
anterior. A medida que ascendemos en la escala de 7 a 14, cada unidad tiene 10
veces menos ([H+])de la unidad anterior.
La escala de pH se diseñó para eliminar el uso de números
engorrosos o de notaciones científicas difíciles de entender. Por ejemplo, las
concentraciones de iones de hidrógeno de varias soluciones se dan a la
izquierda, y el pH está a la derecha en la Tabla
1
El efecto del pH en los organismos se ilustra dramáticamente por el fenómeno conocido como lluvia ácida. Cuando se queman los combustibles fósiles, se producen dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, y se combinan con agua en la atmósfera para formar ácidos. Estos ácidos entran en contacto con organismos y objetos, lo que provoca daños o incluso la muerte. Los daños son generados debido a que el medio ácido tiene un efecto semejante a las altas temperaturas en las proteínas, es decir destruyen sus estructuras funcionales de manera irreversible, limitando las funciones vitales de las células no protegidas normalmente a un ambiente ácido.
Figura 28. Acidez de algunas
sustancias comunes. Diferentes sustancias en nuestra vida cotidiana tienden a tener
valores propios de acidez, lo cual condiciona muchas de sus propiedades
químicas.
Un amortiguador o buffer es un químico o una combinación de químicos que mantiene el pH dentro de los límites establecidos por el buffer. Los amortiguadores se resisten a los cambios de pH porque pueden absorber el exceso de iones de hidrógeno (H+) o iones de hidroxilo (OH-). En el cuerpo humano, el pH debe mantenerse dentro de un rango estrecho para mantener la homeostasis. Las enfermedades como la diabetes y la insuficiencia cardíaca congestiva pueden provocar una afección llamada acidosis, en la cual el cuerpo no puede amortiguar la producción excesiva de iones (H+). Si no se trata, la acidosis puede causar una serie de problemas de salud y puede provocar un coma o la muerte.
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