Disoluciones Electrolíticas y Teoría de Ácidos y Bases

Las disoluciones electrolíticas son aquellas en las que un compuesto iónico se disuelve en agua y se separa en iones, formando cationes (positivos) y aniones (negativos). Según la teoría de Arrhenius:

• Un ácido es una sustancia que libera protones, H⁺ o H₃O⁺, en disolución.
• Una base es una sustancia que libera iones hidroxilo, OH⁻.

Propiedades y Grado de Disociación

Los ácidos son sustancias corrosivas, con sabor ácido, que conducen la electricidad y reaccionan con bases. Por su parte, las bases tienen sabor amargo, tacto jabonoso, conducen la electricidad y también reaccionan con ácidos en reacciones de neutralización.

El grado de disociación indica cuánto se separa una sustancia en iones:

• Si es 1 (o 100%), la sustancia es fuerte, como el HCl o el NaOH.
• Si es menor, la sustancia es débil, como el ácido acético o el amoníaco.

Medición del pH y Potenciometría

La potenciometría es una técnica electroquímica que permite medir concentraciones a partir del potencial eléctrico, siendo su aplicación principal la medida del pH. El pH mide la acidez o basicidad de una disolución y se calcula mediante la fórmula: pH = –log [H₃O⁺].

También existe el pOH, que es –log [OH⁻], cumpliéndose siempre que pH + pOH = 14. En la escala de pH:

• pH 7: Neutro (agua pura).
• pH < 7: Ácido.
• pH > 7: Básico.

Instrumentación y Calibración

El pH se puede medir con tiras indicadoras, que ofrecen valores aproximados, o con un pH-metro, que es mucho más preciso. Para un correcto funcionamiento, el pH-metro debe:

1. Calibrarse con disoluciones patrón.
2. Limpiarse adecuadamente.
3. Mantenerse en una solución de KCl para conservar el electrodo.

Valoraciones y Disoluciones Tampón

Las reacciones de neutralización en una valoración permiten calcular concentraciones desconocidas mediante la fórmula C_A·V_A = C_B·V_B. Se alcanza el punto de equivalencia cuando el ácido y la base reaccionan completamente.

Para detectar este punto se utilizan indicadores ácido-base; el cambio de color resultante se denomina viraje y ocurre en un intervalo de pH determinado. Un ejemplo fundamental es la fenolftaleína, que vira de incolora a rosa.

Por otro lado, las disoluciones tampón (o amortiguadoras) mantienen el pH constante ante la adición de pequeñas cantidades de ácido o base. Están formadas por un ácido débil y su base conjugada, o una base débil y su ácido conjugado.

Fundamentos de la Microscopía

En el microscopio distinguimos tres componentes principales: el sistema mecánico, el sistema óptico y el sistema de iluminación.

Sistema Mecánico

Es la estructura que sostiene el microscopio y permite manipular la muestra. Sus partes incluyen:

• Base o pie: Sostiene el aparato.
• Brazo: Une la base con la parte superior.
• Platina: Superficie donde se coloca la preparación.
• Pinzas o carro: Sujetan y desplazan el portaobjetos.
• Revólver: Pieza giratoria donde se colocan los objetivos.
• Tornillos macrométrico y micrométrico: El primero realiza un enfoque rápido y el segundo un enfoque fino y preciso.

Sistema Óptico

Está formado por los objetivos y el ocular. Los objetivos suelen ser de 4x, 10x, 40x y 100x (este último requiere aceite de inmersión). El ocular normalmente aumenta 10x. El aumento total se calcula multiplicando el aumento del objetivo por el del ocular.

Sistema de Iluminación

• Fuente de luz: Lámpara, generalmente LED.
• Condensador: Concentra los haces de luz para mejorar el contraste.
• Diafragma: Regula la cantidad de luz que llega a la preparación.

Conceptos Avanzados y Tipos de Microscopios

El poder de resolución es la capacidad de distinguir dos puntos cercanos como separados, mientras que el límite de resolución es la distancia mínima para lograrlo. La profundidad de foco es la capacidad de enfocar muestras con grosor: a menor aumento, mayor profundidad, y viceversa.

Clasificación de Microscopios

• Microscopio simple: Una sola lente (10x-20x), para superficies sin preparación.
• Microscopio de campo claro: El más común, luz desde abajo y fondo claro; suele requerir tinción.
• Microscopio de campo oscuro: Fondo negro y muestra brillante, ideal para muestras vivas.
• Microscopio invertido: Objetivo abajo y luz arriba, para células vivas en placas.
• Microscopio de contraste de fases: Utiliza diferencias de índice de refracción para observar células sin teñir.
• Microscopio de polarización: Usa luz polarizada para estructuras cristalinas.
• Microscopio de fluorescencia: Emplea fluorocromos que emiten luz al ser excitados.
• Microscopio de luz ultravioleta: Utiliza radiación UV y sensores para captar la imagen.
• Microscopio confocal: Utiliza láser y sistema pinhole para reconstrucciones 3D nítidas.
• Microscopía electrónica: Utiliza electrones y vacío para una resolución altísima. Incluye el TEM (transmisión, 2D interior) y el SEM (barrido, 3D superficie).
• Microscopía de sonda: Imágenes a nivel atómico mediante una punta que recorre la superficie (incluye el de efecto túnel para conductores y el de fuerza atómica para no conductores).

El pH y su Medición

El pH mide la acidez o basicidad de una disolución y se calcula como pH = –log [H₃O⁺]. También existe el pOH, que es –log [OH⁻], y se cumple que pH + pOH = 14. En agua pura el pH es 7 (neutro); menor de 7 es ácido y mayor de 7 es básico.

El pH se puede medir con tiras indicadoras o con un pH-metro. Este último debe calibrarse con disoluciones patrón, limpiarse y mantenerse en KCl para conservar el electrodo. Las reacciones de neutralización en una valoración permiten calcular concentraciones desconocidas mediante C_A·V_A = C_B·V_B, alcanzando el punto de equivalencia cuando reaccionan completamente.

Para detectar ese punto se utilizan indicadores ácido-base; ese cambio se llama viraje. Un ejemplo es la fenolftaleína (de incolora a rosa). Finalmente, las disoluciones tampón mantienen el pH constante y están formadas por un ácido/base débil y su respectivo conjugado.