Química · Reacciones

Ácido-Base y pH

Escala de pH, indicadores, calculadora de concentración de H⁺, neutralización, ejemplos resueltos y ejercicios de nivel básico y avanzado.

¿Qué son los ácidos y las bases?

Un ácido es una sustancia que libera iones H⁺ (hidrógeno) cuando se disuelve en agua. Una base es una sustancia que libera iones OH⁻ (hidróxido), o que "captura" H⁺. Cuantos más H⁺ libres hay, más ácida es la solución.

pH = −log[H⁺]
pH = medida de acidez — escala 0 a 14, sin unidad
[H⁺] = concentración de iones hidrógeno — en mol/L
Piénsalo así Como la fórmula tiene un logaritmo negativo, más H⁺ (más ácido) da un pH más bajo, y menos H⁺ (más básico) da un pH más alto — es una escala invertida respecto a la concentración.

La escala de pH

0-2
Muy ácido
3-5
Ácido
6
7
Neutro
8-9
10-12
Básico
13-14
Muy básico

Ejemplos de la vida real: jugo gástrico (pH≈1.5), jugo de limón (pH≈2), vinagre (pH≈3), agua pura (pH=7), agua de mar (pH≈8), lavandina (pH≈13).

Calcula el pH

Ejemplo resuelto, paso a paso

Una solución tiene [H⁺] = 0.0001 mol/L (10⁻⁴). ¿Cuál es su pH?

1Datos

  • [H⁺]concentración de hidrógeno (dice "mol/L")10⁻⁴ mol/L

2Fórmula utilizada

pH = −log[H⁺]

3Resolución

Reemplazo el dato en la fórmula pH = −log(10⁻⁴)
Resuelvo el logaritmo (log de 10⁻⁴ es −4) pH = −(−4) = 4

4Respuesta

El pH es 4

Con pH=4, es una solución ácida (menor a 7) — similar a un jugo de manzana.

Errores frecuentes

Olvidar el signo negativo de la fórmula

La fórmula tiene un signo "menos" delante del logaritmo — olvidarlo da un pH negativo cuando en realidad debería ser positivo.

Confundir cuándo el pH sube y cuándo baja

Más concentración de H⁺ (más ácido) da un pH MÁS BAJO, no más alto — es una relación inversa, fácil de confundir a primera vista.

Pensar que pH=0 es "lo más ácido posible"

La escala de pH puede técnicamente ir más allá de 0 o 14 en soluciones muy concentradas — el rango 0-14 es el más común, pero no es un límite absoluto matemático.

Ejercicios con respuesta

  1. ¿Cuál es el pH de una solución con [H⁺] = 10⁻⁷ mol/L?
    Ver respuestapH = −log(10⁻⁷) = 7 (neutro, como el agua pura)
  2. ¿Una solución con pH=2 es más o menos ácida que una con pH=5?
    Ver respuestaMás ácida — cuanto más bajo el pH, más ácida es la solución (y cada unidad de pH representa 10 veces más concentración de H⁺)
  3. ¿Por qué el repollo morado cambia de color según el pH?
    Ver respuestaPorque contiene un pigmento (antocianina) cuya estructura molecular cambia según la cantidad de H⁺ presente, y ese cambio estructural altera qué colores de luz absorbe y refleja.

Neutralización: ácido + base = sal + agua

Cuando un ácido y una base reaccionan, los iones H⁺ y OH⁻ se combinan para formar agua, y lo que queda de la reacción forma una sal. Este proceso se llama neutralización.

Ácido + Base → Sal + Agua
pH + pOH = 14
Piénsalo así Ejemplo clásico: HCl (ácido clorhídrico) + NaOH (hidróxido de sodio) → NaCl (sal de mesa) + H₂O. El pH y el pOH son complementarios — si conoces uno, el otro sale de restarle 14.

Calcula el pOH y verifica la neutralidad

Ejemplo

Mezclas volúmenes iguales de un ácido fuerte y una base fuerte, ambos con la misma concentración. ¿Qué pH tiene la mezcla resultante?

Como hay la misma cantidad de H⁺ que de OH⁻, se neutralizan completamente entre sí.

El resultado es agua con una sal disuelta — pH = 7 (neutro)

Ejercicios con respuesta

  1. Si una solución tiene pH=9, ¿cuál es su pOH?
    Ver respuestapOH = 14 − 9 = 5
  2. ¿Qué sal se forma al neutralizar ácido sulfúrico (H₂SO₄) con hidróxido de sodio (NaOH)?
    Ver respuestaSulfato de sodio (Na₂SO₄) + agua
  3. ¿Por qué a veces se usa antiácido (una base débil) para el ardor de estómago?
    Ver respuestaPorque el ardor lo produce el exceso de ácido clorhídrico gástrico — el antiácido lo neutraliza parcialmente, subiendo el pH del estómago hacia valores menos irritantes.

Preguntas frecuentes

¿Por qué cada unidad de pH representa 10 veces más o menos acidez?

Porque la escala es logarítmica — al ser pH=−log[H⁺], cada vez que [H⁺] se multiplica ×10, el pH baja exactamente 1 unidad. Por eso una solución de pH=2 no es "el doble" de ácida que una de pH=4, es 100 veces más ácida.

¿El agua destilada tiene pH exactamente 7 siempre?

En teoría sí, a 25°C — pero en la práctica, el agua expuesta al aire absorbe un poco de CO₂ que la vuelve levemente ácida (pH cercano a 5.5-6.5), así que el agua "pura" del día a día casi nunca es exactamente 7.

¿Es lo mismo un ácido fuerte que un ácido concentrado?

No — "fuerte" describe qué tan completamente se disocia el ácido en agua (libera casi todos sus H⁺), mientras que "concentrado" describe cuánta cantidad de esa sustancia hay disuelta. Un ácido débil puede estar muy concentrado, y uno fuerte puede estar muy diluido.