Fundamentos de Acidez y pH: De las Fuerzas Moleculares a la Fisiología
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Fuerzas Intermoleculares
Fuerzas de Van der Waals
Si las moléculas ya son polares, los dipolos se orientan para atraerse con el polo de signo contrario de la molécula vecina, existiendo fuerzas de atracción entre ellas. Aunque estas fuerzas siguen siendo débiles, son mayores que las de London, en las que el dipolo tiene que ser inducido.
Enlace de Hidrógeno
Es un enlace que se establece entre un átomo de hidrógeno (H) de una molécula que, por ir unido a flúor (F), oxígeno (O) o nitrógeno (N) —los tres átomos más electronegativos—, tiene una gran densidad de carga positiva, y un átomo de F, O o N de otra molécula que tendrá una gran densidad de carga negativa.
Acidez y Basicidad de las Soluciones
Definición de Ácido
Un ácido es una sustancia que, en disolución, incrementa la concentración de iones de hidrógeno. En combinación con las bases, un ácido permite formar sales. Por otra parte, la noción de ácido (que proviene del latín acĭdus) se refiere a aquello con sabor agraz o de vinagre, capaz de formar sales por reacción con algunos metales y con las bases.
Clasificación de Ácidos y Bases
Ácidos Fuertes
Se disocian completamente cuando se disuelven en agua; por tanto, ceden a la solución una gran cantidad de iones H+.
Bases Fuertes
Se disocian completamente, liberando todos sus iones OH−. Son las bases de los metales alcalinos y los alcalinotérreos. Ejemplos: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio. Pueden llegar a ser muy corrosivas incluso en bajas concentraciones.
Ácidos Débiles
No se disocian completamente en agua, es decir, liberan solo una pequeña parte de sus iones H+. No suelen causar daños en bajas concentraciones, aunque algunos, como el vinagre concentrado, pueden causar quemaduras. Ejemplos: ácido fosfórico, ácido sulfhídrico.
Bases Débiles
No se disocian completamente en agua. Ejemplos: hidróxido de amonio, amoníaco. Precisamente, el amoníaco es una base débil porque, aunque es muy soluble, al disolverse en agua solo una parte de sus moléculas reacciona para formar iones amonio (NH4+) y OH−.
El Concepto de pH
Equilibrio Iónico del Agua
La autoionización del agua se representa mediante el siguiente equilibrio:
H2O + H2O ↔ H3O+ (aq) + OH− (aq)
Definición Química de pH
Se expresa como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones hidronio. Su fórmula se escribe de la siguiente manera:
pH = −log[H3O+]
Interpretación de la Escala de pH
Cuando una medida de pH indica que un producto, sustancia o elemento es ácido, quiere decir que posee una alta concentración de iones de hidrógeno. Por el contrario, si la medición arroja que una sustancia es alcalina (básica), significa que tiene una baja concentración de estos iones. Por lo tanto, el pH no es más que el indicador del potencial de hidrógeno.
Valores de pH Fisiológico Característicos
- Sangre arterial: pH = 7,4
- Sangre venosa: pH = 7,35
- Líquido intersticial: pH = 7,35
- Líquido intracelular: pH = 6,0 - 7,4
- Orina: pH = 4,5 - 8,0
- Jugo gástrico (HCl): pH = 0,8