🧂 Ácido-base y pH

Una de las cosas más útiles de PAU Química: medir lo ácido o básico que es algo, predecir qué pasa cuando se mezclan, y saber por qué un detergente quita la grasa pero el zumo de limón pone los dientes raros.

🟢 Nivel 1 · Intuición

Imagina dos cosas:

• Un vaso de zumo de limón. Si pruebas, pica. Es muy ácido.
• Un poco de jabón disuelto en agua. Resbaladizo, jabonoso. Es básico (también se dice "alcalino").

El pH es simplemente un número del 0 al 14 que te dice cuál es cuál:

• pH bajo (0–6) = ácido (cuanto más bajo, más ácido).
• pH = 7 = neutro (agua pura).
• pH alto (8–14) = básico/alcalino (cuanto más alto, más básico).

Y lo importante: ácidos y bases reaccionan entre sí y se "neutralizan". Por eso cuando te duele el estómago (ácido) tomas un antiácido (básico): se compensan y deja de doler.

🟡 Nivel 2 · Mecánica

¿Qué es un ácido y qué es una base?

Definición de Brönsted-Lowry:

• Ácido = sustancia que cede H⁺ (protones) cuando se disuelve en agua.
• Base = sustancia que acepta H⁺ (o cede OH⁻).

Ejemplo: HCl + H₂O → Cl⁻ + H₃O⁺ (HCl cede su H⁺, es ácido).

La fórmula de pH

pH = −log[H₃O⁺]

O sea: pH es el menos-logaritmo de la concentración de protones. Si tienes [H₃O⁺] = 10⁻³ M, pH = 3.

Y al revés: [H₃O⁺] = 10⁻ᵖᴴ.

Para bases: pOH = −log[OH⁻], y siempre pH + pOH = 14 (a 25 °C).

Fuerte vs débil

• Ácido fuerte (HCl, HNO₃, H₂SO₄): se disocia completamente. Si tienes 0,1 M de HCl, [H₃O⁺] = 0,1 M, pH = 1.
• Ácido débil (CH₃COOH, HF): se disocia parcialmente. Necesitas Kₐ (constante de acidez) para saber cuánto.
• Lo mismo para bases: NaOH fuerte, NH₃ débil.

Ejemplo numérico rápido

Calcula el pH de una disolución 0,01 M de HCl.

• HCl es ácido fuerte → se disocia 100%: [H₃O⁺] = 0,01 M = 10⁻² M.
• pH = −log(10⁻²) = 2.

🔴 Nivel 3 · PAU completo

En PAU, los problemas de ácido-base más típicos son:

1. Calcular pH de una disolución (ácido fuerte → directo; ácido débil → tabla de equilibrio con Kₐ).
2. Hidrólisis de sales (NH₄Cl, CH₃COONa…): predecir si el pH será ácido, básico o neutro.
3. Valoraciones: cuántos mL de NaOH se necesitan para neutralizar X mL de HCl, o viceversa. Punto de equivalencia.
4. Disoluciones reguladoras (tampón): mezclas ácido débil + sal, calcular pH y cómo cambia al añadir un poco más de ácido o base.

Mira los problemas reales más abajo para ver el patrón. Cuando te enfrentes a uno nuevo:

1. Identifica qué tipo es (fuerte/débil, hidrólisis, valoración, tampón).
2. Escribe la reacción de disociación (importante: con flecha → si es fuerte, ⇌ si es débil).
3. Tabla ICE (Initial – Change – Equilibrium) si hay Kₐ o Kᵦ.
4. Resuelve y comprueba unidades + sentido del resultado (¿pH entre 0 y 14? ¿coherente con el tipo?).

📝 Problemas PAU de este tema (53)

Todos los enunciados oficiales detectados. Pulsa para ver el problema completo con su solución oficial UC3M (cuando exista) y notas didácticas.