Call Us: US - +1 845 478 5244 | UK - +44 20 7193 7850 | AUS - +61 2 8005 4826

Understand the proper es and reac ons of acids and bases

 Orange juice has a pH  of around 3.5. Dairy milk, by  comparison, is much less acid‐ ic, with a pH of around 6.5.  

Concepts to explore:   Understand the proper es and reac ons of acids and bases   Relate these proper es to common household products 


Lab 4: Acids & Bases 

HCO3- (aq) + H3O+ (aq) → CO2 (g) + 2 H2O (l)

Acids and bases can also react with each other.    In this case, the two opposites  cancel each other out  so  that  the product  formed has neither acidic nor basic  (also called alkaline) proper es.   This  type of  reac on  is called a neutraliza on  reac on.   The general equa on  for  the  reac on between an acid and a base  is  represented in this manner: 

H3O+ + OH – → 2 H2O

An example of a neutraliza on  reac on  is when an aqueous  solu on of HCl, a  strong acid, is mixed with an aqueous solu on of NaOH, a strong base.  HCl, when  dissolved in water, forms H3O+ and Cl‐.   NaOH in water forms Na+ and OH‐.  When  the two solu ons are mixed together the products are water and common table  salt  (NaCl). Neither water nor  table  salt has acid or base proper es.   Generally  this reac on is wri en without the water solvent shown as a reactant: 

HCl  +  NaOH      →    H2O  + NaCl 

There is another group of acids called organic acids.  Ace c acid found in vinegar and citric acid found in citrus fruit are  examples of organic acids.  These acids are all much weaker than HCl.  Organic acids have at least one –CO2H group in  their molecular formula.  When a base is added, the –H of the –CO2H group is replaced just like the –H in HCl.  In this lab  you will use citric acid as the acid and sodium bicarbonate as the base.  Citric acid has three –CO2H groups and only each  of the H’s on these groups react with a sodium bicarbonate.  The other H’s in the formula do not react.  This reac on can  be represented in this manner: 

 HOC(CO2H)(CH2CO2H)2   +   3 NaHCO3       →      HOC(CO2‐Na+)(CH2CO2‐Na+ )2   +    3 CO2    +   3 H2O 

Acids and bases are measured on a scale called pH.  The pH of a substance is defined as the nega ve log of its  hydronium  ion concentra on. An aqueous (water) solu on that has a  lot of hydronium  ions but very few hy‐ droxide  ions  is considered to be very acidic, while a solu on that contains many hydroxide  ions but very few  hydronium ions is considered to be very basic.   

pH   =  ‐ log [H3O+] 

pH values range from less than 1 to 14, and are measured on a logarithmic scale (equa on above). This means  that a substance with a pH of 2 is 10‐ mes (101) more acidic than a substance with a pH of 3. Similarly, a pH of  7  is 100‐ mes (102)more basic than a pH of 5. This scale  lets us quickly tell  if something  is very acidic, a  li le 

bicarbonate      +       acid             →        carbon dioxide       +    water 

Table 1: Approximate pH of various  common foods.  

Food  pH Range 

Lime  1.8 ‐ 2.0 

So  Drinks  2.0 ‐ 4.0 

Apple  3.3 ‐ 3.9 

Tomato  4.3 ‐ 4.9 

Cheese  4.8 ‐ 6.4 

Potato  5.6 ‐ 6.0 

Drinking Water  6.5 ‐ 8.0 

Tea  7.2 

Eggs  7.6 ‐ 8.0 

Acid       +      Base          →         Water