Conociendo la acidez y basicidad de algunas sustancias, mediante diferentes métodos

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Tema: Ácidos y Bases: Conociendo la acidez y basicidad de algunas sustancias, mediante diferentes métodos.
Introducción
El objetivo principal de esta práctica, es conocer mediante el uso de distintos
instrumentos como el pH-metro, el papel universal y algunos indicadores sintéticos y
naturales, la acidez y basicidad de algunos compuestos, así como poder diferenciar los
conceptos de un ácido y una base. 
Para comprender mejor el siguiente reporte, de lo sucedido en la práctica de
laboratorio, es importante recordar la definición de un ácido, como una sustancia capaz de
ceder protones, y una base como una con la tendencia a aceptar protones. Sin embargo,
estas definiciones nos llevan a los conceptos expuestos de ácido-base por el famoso
científico Brønsted-Lowry, el cual menciona que un ácido es aquella especie que pierde un
protón y una base es la especie que gana el protón (Yurkanis, 2015, p.40). 
Por otro lado, Arrhenius asocio los ácidos y bases a las disoluciones acuosas,
proponiendo que un ácido, es aquella sustancia que al estar en una disolución acuosa
incrementa la concentración de los iones hidronio (HȝO⁺), mientras que la base aumenta la
concentración de los iones hidroxilo (⁻OH) (Domínguez, 2006, p.681). 
Por último, pero no menos importante, es la definición de Lewis sobre acido-base,
donde menciona que una base un dador de pares de electrones, mientras que acido de
Lewis es un aceptor de pares de electrones (Martínez, 2005, p. 362). 
También se podría definir acidez en términos de pH, el cual es una medida de la
concentración de los protones en una disolución acuosa. El pH presenta varias escalas de
medición, por ejemplo la escala experimental, la escala especulativa y la escala
simplificada. 
Para continuar, es importante resaltar la definición de indicadores sintéticos y
naturales, según lo leído en el manual de practica de laboratorio, un indicador es aquella
sustancia acida o básica que presenta diferentes colores dependiendo del pH de la
disolución. Existen indicadores sintéticos, en donde el primero de ellos fue descubierto en
1877, conocido como fenolftaleína. Y existen indicadores en la naturaleza que se pueden
encontrar en los extractos de algunas plantas o cascaras de algunas frutas y hasta algunos
té de hierbas. Un ejemplo de ellos, es el Té negro. El cambio de color que se da en estos
indicadores se debe a que participan en reacciones ácido-base, ya sea aceptando o
donando protones.
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Figura 1. Reacción de la fenolftaleína en una disolución acida o básica. 
En la práctica de laboratorio, de indicador natural, se me asigno le té negro, el cual
posee propiedades de coloración muy especiales por lo cual es buen indicador, donde nos
muestra que en un medio ácido utiliza una decoloración y lo vuelve amarillento pero con
una base, es un amarillo más fuerte tirando a anaranjado. El té negro, es un té que se
encuentra oxidado en mayor grado en comparación con otros. Generalmente posee un
aroma más fuerte y contiene más cafeína que otros tés con menores niveles de oxidación.
Sección experimental
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https://es.wikipedia.org/wiki/Redox
https://es.wikipedia.org/wiki/Cafe%C3%ADna
https://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9
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El procedimiento de tomo del Manual de Laboratorio Fundamentos de Química
Orgánica (QU-0211), página 32, experimento número 2. La práctica de laboratorio consistió
en la medición del pH, con un pH-metro y luego con papel universal, en diferentes
sustancias caseras como vinagre, jugo de naranja y limón, leche, enguaje bucal, alka
seltzer, 7up, sprite, leche magnesia, polvo para hornear, jabón líquido y cloro, así como
HCl, NaOH, agua destilada y del tubo. Después medir el pH en las mismas sustancias pero
esta vez utilizando los indicadores sintéticos, en mi caso rojo de metilo. Luego se midió el
pH pero con los indicadores naturales, en mi caso té negro. Y por último, se llevó acabo la
elaboración de “Chamaleón Balls” por lado de mesa y con el indicador natural que haya
generado mejores colores en el proceso anterior.
Resultados y Observaciones
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Cuadro I. Medición de pH de las sustancias del procedimiento A, por medio del pH-metro y
pape universal 
Sustancia pH (pH-metro) pH (papel universal) 
Agua de tubo 8,49 7 
Agua destilada 6,10 7
Ácido clorhídrico 2,32 1 
Hidróxido de sodio 10,32 11
Vinagre 2,73 2 
Jugo de limón 2,49 2 
Jugo de Naranja 3,87 4
Leche 6,73 7 
Enjuague bucal 4,41 4 
Alka-Seltzer 6,82 7 
Leche de magnesia 10,20 9 
Polvo de hornear 7,92 8 
Sprite 3,52 3 
7 Up 3,52 4 
Jabón liquido 7,99 7 
Cloro 11,96 13 
Cuadro II. Efecto del pH en los indicadores sintéticos, cambio de color.
Sustancia Fenolftaleína Bromotimol Rojo de Metilo 
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Ácido clorhídrico No se compartió resultado No se compartió Rosado 
Hidróxido de sodio No se compartió resultado No se compartió Amarillo 
Vinagre No se compartió resultado No se compartió No se midió
Jugo de naranja No se compartió resultado No se compartió Rosado 
Leche No se compartió resultado No se compartió Papaya
Enjuague bucal No se compartió resultado No se compartió Amarillo oscuro 
Alka-Seltzer No se compartió resultado No se compartió Amarillo intenso
Leche de magnesia No se compartió resultado No se compartió Amarillo 
Polvo de hornear No se compartió resultado No se compartió Amarillo opaco
Sprite No se compartió resultado No se compartió Rosado 
7 Up No se compartió resultado No se compartió Rosado 
Jabón liquido No se compartió resultado No se compartió Rojo oscuro
Cloro No se compartió resultado No se compartió Amarillo intenso
Cuadro III. Efecto del pH en el indicador natural.
Sustancia Té Negro 
Ácido clorhídrico Amarillo oscuro 
Hidróxido de sodio Amarillo claro 
Cloro Amarillo 
Jugo de limón Naranja opaco 
Leche Café lechoso 
Enjuague bucal Amarillo opaco
Alka-Seltzer Amarillo muy claro 
Leche de magnesia Beige (espeso)
Polvo de hornear Amarillo opaco
Sprite Amarillo muy claro 
7 Up Amarillo muy claro 
Jabón liquido Amarillo oscuro 
Agua Amarillo champagne
Agua destilada Amarillo claro
Cuadro IV. Cambio de color observado de las “Chamaleón Balls” en las diferentes
soluciones.
Sustancia Cambio de color
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HCl Rosado
NaOH Verde
Vinagre Rosado
Alka seltzer Azul
Discusión
Parte A:
Las disoluciones de HCl, NaOH y agua se pueden considerar, como disoluciones
estrella, lo cual permite establecer una comparación con los resultados obtenidos de las
pruebas de pH de las otras sustancias mostradas en el cuadro I. Para poder establecer una
clasificación de las sustancias en acidas, básicas o neutras se puede tomar como base las
disoluciones modelo, sin embargo, se debe tener en cuenta los valores de la escala de pH
(Rodríguez & Sánchez, 2005, p.123). 
Asimismo, como menciona Rodríguez & Sánchez, es importante conocer las escalas
de pH para realizar una comparación entre las tres sustancias principales y las sustancias
caseras. Con los resultados obtenidos en el laboratorio y la primera parte se puede
mencionar que el HCl representa la sustancia más acida de las medidas hechas, así como
el NaOH representa una de las más básicas después del cloro, que en esta medición
obtuvo el primer lugar en basicidad. Por otro lado, el aguaestá ubicada como en el medio,
jalando un poco más hacia lo básico, es decir estas tres sustancias son como los
parámetros para saber si las otras sustancias caseras que utilizamos son acidas, básicas o
se encuentran en un punto neutro.
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Figura 2. (Tomada de “La Guía”: Química (2011).) Estructura de la antocianina,
compuesto causante de las diferentes coloraciones en las sustancias caseras, ya fuesen
acidas o básicas. 
Por otro lado, es importante mencionar que al realizar, las comparaciones de pH con
el pH-metro y el papel universal, el elemento que brinda mayor exactitud de los datos, es el
pH-metro. El papel universal brinda un aproximado del pH de la sustancia, de la cual está
siendo analizada, sin embargo, puede ocurrir que los investigadores perciban de manera
distinta el cambio de color que presente el papel universal, lo que podría generar un
intervalo de error en los resultados finales del experimento que se esté llevando a cabo. 
Un pH-metro mediante electrodos brinda una medida de la diferencia de potencial de
la sustancia cuyo pH se quiere conocer. “Para que un pH-metro dé resultados fiables se
requiere calibrarlo periódicamente con disoluciones patrón de pH conocidos” (Macarulla &
Goñi.1994, p.33).
Parte B:
Figura III. Equilibrio de ácido-base en rojo metilo
Figura IV. Estructura Rojo de Metilo.
Con respecto al rojo de metilo, el cual fue el indicador sintético de mi lado de mesa,
puedo mencionar que permite determinar la formación de ácidos que se producen durante
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la fermentación de un carbohidrato. El rojo de metileno tiene un rango de viraje entre pH:
6,2 (amarillo) y pH: 4,4 (rojo), “para provocar un cambio de color, se debe producir grandes
cantidades de ácido…la prueba del rojo de metilo es una prueba cuantitativa de la
producción del ácido” (Winn.et al, 2006, p.1393).
El cambio de color que provocan estos indicadores, se debe a un cambio estructural
inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Características importantes
que debe cumplir un indicador es tener un potencial de transición lo más cercano posible al
potencial del punto de equilibrio de la valoración, debe tener rapidez en la reacción así
como ser fácil de preparar y ser soluble en agua.
Haciendo alusión a la práctica, todas las sustancias caseras causaron efecto con el
indicador utilizado, la mayoría bases, provocando un color amarillo, ya fuese claro, opaco,
oscuro e intenso, exceptuando al jabón líquido, la 7up, la sprite, el jugo de naranja, el
enjuague bucal y el HCl por supuesto los cuales se tornaron de un color rosa, unos más
fuertes que otros. Esto se debe a lo explicado anteriormente, al rango de viraje, cada
sustancia presenta un nivel de basicidad y acidez diferente y por lo tanto al agregarles el
indicador rojo de metilo, todos reaccionan diferente provocando una coloración diferente.
Parte C:
Las antocianinas (ver figura 2) por medio de su estructura pueden adoptar un
cambio de color rojo, rosado, purpura y azul, en soluciones acidas neutras o básicas
respectivamente. Por lo cual los indicadores sintéticos que tengan en su composición
antocianinas pueden ser utilizados como indicadores de pH en soluciones acidas, básicas y
neutras. 
Debido a la deficiencia electrónica (carga positiva) del catión flavilio, estos
pigmentos funcionan como verdaderos indicadores de pH, por lo que su
color depende de las condiciones de acidez o alcalinidad del sistema en
que se encuentra. A pH ácidos adquieren una estructura estable de catión
flavilio, por lo regular rojo, cuando se incrementa el pH, la estructura
electrónica se modifica hasta llegar a la forma de base quinoidal, que se
percibe con la coloración azul… (Guarnizon y Martínez, s.f., p.69) 
 
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https://es.wikipedia.org/wiki/Protonaci%C3%B3n
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El té negro posee en su estructura teaflavinas, un polifenol antioxidante, el cual es el
responsable del color rojizo que tiene el té negro, en un medio básico la solución se
oscurece y en un medio acido la solución se aclara (Feria, 2011, p.22).
 Figura V. Estructura de la teaflavina
 En la práctica realizada en el laboratorio, se puede ver que un medio ácido como el
HCl el indicador natural nos muestra un color amarillo claro, en un medio neutro como el
agua un amarillo champagne, mientras que en un medio básico como el NaOH resulto un
color amarillo opaco un poco más oscuro.
Es claro que el té negro puede ser utilizado como indicador en un análisis químico,
ya que como se mencionó anteriormente este indicador posee propiedades de coloración
muy especiales. Generalmente se hace de infusiones en agua hirviendo que permite
realizar disoluciones con diferentes sustancias.
Parte D:
Por último, al realizar esta parte de la práctica, se utilizó 10 ml de una disolución de
al 2% de alginato de sodio disuelto con 15ml del extracto natural, en esta ocasión
utilizamos remolacha, ya que de nuestro lado de mesa era el indicador que mejor
coloración presentaba. En otro beaker se añadió 25ml de cloruro de calcio donde se
añadieron gotas de la disolución A y poder formar las famosas bolitas de camaleón, es
posible que estas bolitas se formen por un lado porque el alginato de sodio es como un
espesante natural procedente de algas, y por otro una solución rica en calcio como lo es el
cloruro de calcio. Al entrar en contacto estos dos compuestos, se desarrolla una capa de
gelatina lo bastante resistente como para dar forma a esferas de tamaños que pueden ser
tan grandes como la yema de un huevo o tan pequeños como una gota. Es fácil deducir
que las bolitas de camaleón pueden servir como indicadores de pH, pero presentaría
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desventajas como el tiempo que toma hacer las disoluciones y luego echar gota a gota la
mezcla del indicador natural con el alginato, por otro lado, estas bolitas no cambian
instantáneamente su color en medio básico y ácido sino que se toman su tiempo y van
cambiando poco a poco. 
Se podría mencionar que el tiempo que tardan estas bolitas en cambiar su color en
medios básicos o ácidos, seria por la estructura que le brindan el calcio y el alginato, que le
permite ser un poco sólida y gelatinosa a la vez y por tanto tarda más en acoplarse y darse
cuenta en que medio esta.
Conclusiones
Finalmente se puede llegar a la conclusión de que el pH-metro, es el instrumento de
mayor exactitud en la medición de la acidez o basicidad de una sustancia, si es comparado
con los indicadores y el papel universal. 
Los indicadores, ya sean naturales o sintéticos, brindan una medida aproximada del
pH de una solución en función al rango de viraje de cada indicador. 
 Existen distintos tipos de material vegetal que por su composición pueden ser
utilizados como indicadores naturales. 
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La práctica de “Chamaleon Balls”, puede servir como indicador, pero no sería el más
idónea, ya que presenta desventajas por su composición.
 
Anexos
 
Figura VI. Estructura del ácido 
 
acético 
 
 
 
 
 
 Figura VII. Estructura del ácido cítrico 
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 Figura VIII. Estructura del ácido láctico 
magnesio 
Figura X. Estructura del bicarbonato 
de sodio 
 
FiguraXI. Estructura del 
ácido carbónico
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Figura IX. Estructura del hidróxido de 
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Práctica #1: Ácidos y Bases: Conociendo diferentes indicadores de pH, naturales y sintéticos.