Teoría general
Los ácidos y las bases son dos tipos de sustancias que, de una manera sencilla, se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan.
Los ácidos:
- Tienen sabor ácido.
- Dan un color característico a los indicadores. Es decir, que cambian el color de pigmentos vegetales como el que contiene el papel tornasol azul: en presencia de un ácido se torna rojo.
- No cambian el color de la fenolftaleína.
- Reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc liberando hidrógeno.
- Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización, en el que ambos pierden sus características.
Las bases:
- Tienen un sabor amargo.
- Dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos). El tornasol rojo se torna azul.
- Cambian el color de la fenolftaleína a un rosado intenso.
- Tienen un tacto jabonoso.
- No reaccionan con meales como el zinc y el magnesio.
Sin embargo, estas características de ácidos y bases no son suficientes para explicar de manera rigurosa los conceptos de ácido y de base. Es necesario disponer de ideas más generales y manos subjetivas a las que vincular el comportamiento de ácidos y bases. Por ello, estudiaremos detenidamente las diferentes teorías acerca de los ácidos y las bases: la teoría de Arrhenius y la teoría de Brönsted-Lowry.
Teoría de Arrhenius
En 1887, el químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) publicó su teoría de la disociación iónica, según la cual la conductividad eléctrica de las disoluciones acuosas de ácidos, bases y sales (electrolitos) se justifica por la existencia de iones positivos y negativos en las soluciones.
Arrhenius asoció el carácter ácido a la presencia de iones hidrógeno (H+), y el carácter básico, a la existencia de iones hidróxido (OH-), en solución acuosa.
En 1903 se le concedió el Premio Nobel por esta teoría, que fue desarrollada durante su tesis doctoral.
Según la teoría de Arrhenius, los ácidos son sustancias, que en solución acuosa, se disocian para liberar iones hidrógeno (H+).
| Ácido o base | Se encuentran en |
|---|---|
| Ácido acético | Vinagre |
| Ácido acetilsalicílico | Aspirina |
| Ácido ascórbico | Vitamina C |
| Ácido cítrico | Zumo de cítricos |
| Ácido clorhídrico | Productos de limpieza, jugos gástricos |
| Ácido sulfúrico | Baterías de carros |
| Amoníaco (base) | Limpiadores caseros |
| hidróxido de magnesio (base) | Leche de magnesia (laxante y antiácido) |
Fuerza de ácidos y bases
Hay ácidos que son muy corrosivos: disuelven la mayoría de los metales y causan graves quemaduras en la piel. ¿Quién no ha escuchado hablar del ácido sulfúrico o del nítrico?; son ácidos muy fuertes. En cambio, otros ácidos, como el acetilsalicílico (la aspirina) no son corrosivos. Por su parte, los hidróxidos de sodio y potasio son bases altamente corrosivas. En cambio, el amoníaco es una base débil.
¿A qué nos referimos cuando decimos que un ácido o una base es fuente o débil? Sabemos que los ácidos y bases se disocian al disolverse en agua. Los ácidos y las bases que en disolución acuosa se disocian casi en un ciento por ciento, son ácidos y bases fuertes.
Usemos la fórmula HA para representar un ácido y escribamos la ecuación de disociación de los ácidos fuertes.
HA + H2O → H2O+ + A-
Los hidróxidos de los metales del grupo IA y del grupo IIA de la tabla periódica, son bases fuertes. Usemos la fórmula M(OH)n para representarlos y escribamos su ecuación de disociación:
M(OH)n → Mn+ + nOH-
Por su parte, los ácidos y bases débiles son sustancias que en disolución acuosa no se disocian totalmente.
Aplicando la teoría de Brönsted-Lowry, los ácidos difieren en su capacidad de producir iones hidrógeno y las bases presentan algunas capacidades para aceptar esos iones. Por lo tanto, la fuerza relativa de los ácidos y bases depende de su mayor o menor tendencia a ceder o tomar los iones hidrógeno, en la disolución.
| Ácidos de Arrhenius | % de disociación | |
|---|---|---|
|
Ácidos fuertes
Ácido clorhídrico (HCI)* Ácido fosfórico (H3PO4)* |
100 27 |
|
|
Ácidos débiles
Ácidos acético (CH3COOH) |
1.3 |
|
| Ácido carbónico (H2CO3)* | 1.3 | * en solución de 0.1 M |
| Bases de Arrhenius | % de disociación |
|---|---|
|
Bases fuertes
hidróxido de calcio (Ca(OH)2) hidróxido de sodio (NaOH) |
100 (solución saturada) 91 (solución 0.1 M) |
|
Bases débiles
hidróxido de amonio (NH4OH) |
1.3 |
Equilibrio de las disoluciones ácidas y básicas
Las disoluciones ácidas y básicas son consideradas sistemas en equilibrio. Por lo tanto, si conocemos los valores de sus constantes de equilibrio podremos obtener una medida cuantitativa de su fuerza. La constante de equilibrio de los ácidos y bases en disociación se llama constante de disociación.
Si el valor de la constante de disociación es mayor a 1, deducimos que hay un alto grado de disociación, por lo cual el equilibrio está ampliamente desplazado hacia la derecha, hacia la formación de iones. En otras palabras, en el equilibrio, las concentraciones de los iones son infinitamente grandes, mientras que la de las moléculas sin disociar, son muy pequeñas. En las disoluciones de ácidos y bases fuertes del equilibrio está desplazado hacia los productos.
La siguiente tabla clasifica a los ácidos según su constante de disociación (ka), de acuerdo a:
HA + H2O ⇄ H3O+ + A-
Para las disoluciones de ácidos y bases débiles, la constante de disociación es baja, debido a que solo se disocia una fracción de las moléculas iniciales; en el equilibrio coexisten las formas iónicas y moleculares. En las disoluciones de ácidos y bases débiles el equilibrio está desplazado hacia los reactantes.
En suma, si el equilibrio está muy desplazado hacia la derecha, la disociación del ácido o la base es casi completa y, por lo tanto, el ácido o la base s fuerte. Por el contrario, si el equilibrio está desplazado hacia los reactantes, el grado de disolución es pequeño y el ácido o base es débil.
Preguntas y Respuestas
¿Qué son los ácidos y las bases?, ¿Cómo se pueden clasificar los ácidos y las bases?
Los ácidos y las bases son dos tipos de sustancias que, de una manera sencilla, se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan.
Los ácidos:
- Tienen sabor ácido.
- Dan un color característico a los indicadores. Es decir, que cambian el color de pigmentos vegetales como el que contiene el papel tornasol azul: en presencia de un ácido se torna rojo.
- No cambian el color de la fenolftaleína.
- Reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc liberando hidrógeno.
- Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización, en el que ambos pierden sus características.
Las bases:
- Tienen un sabor amargo.
- Dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos). El tornasol rojo se torna azul.
- Cambian el color de la fenolftaleína a un rosado intenso.
- Tienen un tacto jabonoso.
- No reaccionan con meales como el zinc y el magnesio.
Sin embargo, estas características de ácidos y bases no son suficientes para explicar de manera rigurosa los conceptos de ácido y de base. Es necesario disponer de ideas más generales y manos subjetivas a las que vincular el comportamiento de ácidos y bases. Por ello, estudiaremos detenidamente las diferentes teorías acerca de los ácidos y las bases: la teoría de Arrhenius y la teoría de Brönsted-Lowry.
¿Qué público el químico sueco Svante Arrhenius?, ¿Cómo define la teoría de Arrhenius a los ácidos?
En 1887, el químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) publicó su teoría de la disociación iónica, según la cual la conductividad eléctrica de las disoluciones acuosas de ácidos, bases y sales (electrolitos) se justifica por la existencia de iones positivos y negativos en las soluciones.
Arrhenius asoció el carácter ácido a la presencia de iones hidrógeno (H+), y el carácter básico, a la existencia de iones hidróxido (OH-), en solución acuosa.
En 1903 se le concedió el Premio Nobel por esta teoría, que fue desarrollada durante su tesis doctoral.
Según la teoría de Arrhenius, los ácidos son sustancias, que en solución acuosa, se disocian para liberar iones hidrógeno (H+).
¿Cuál es la formula que se usa para representar un ácido?
Usemos la fórmula HA para representar un ácido y escribamos la ecuación de disociación de los ácidos fuertes.
HA + H2O → H2O+ + A-
¿Qué son los hidróxidos de los metales del grupo IA y del grupo IIA de la tabla periódica?, ¿Qué son los ácidos y base débiles?
Los hidróxidos de los metales del grupo IA y del grupo IIA de la tabla periódica, son bases fuertes. Usemos la fórmula M(OH)n para representarlos y escribamos su ecuación de disociación:
M(OH)n → Mn+ + nOH-
Por su parte, los ácidos y bases débiles son sustancias que en disolución acuosa no se disocian totalmente.
¿Qué pasa si aplicamos la teoría de Brönsted-Lowry a los ácidos?
Aplicando la teoría de Brönsted-Lowry, los ácidos difieren en su capacidad de producir iones hidrógeno y las bases presentan algunas capacidades para aceptar esos iones. Por lo tanto, la fuerza relativa de los ácidos y bases depende de su mayor o menor tendencia a ceder o tomar los iones hidrógeno, en la disolución.
¿Cómo son considerada las disoluciones ácidas y básicas?, ¿Cómo se llama la constante de equilibrio de los ácidos y bases en disociación?
Las disoluciones ácidas y básicas son consideradas sistemas en equilibrio. Por lo tanto, si conocemos los valores de sus constantes de equilibrio podremos obtener una medida cuantitativa de su fuerza. La constante de equilibrio de los ácidos y bases en disociación se llama constante de disociación.
¿Qué hacemos si el valor de la constante de disociación es mayor a 1?
Si el valor de la constante de disociación es mayor a 1, deducimos que hay un alto grado de disociación, por lo cual el equilibrio está ampliamente desplazado hacia la derecha, hacia la formación de iones. En otras palabras, en el equilibrio, las concentraciones de los iones son infinitamente grandes, mientras que la de las moléculas sin disociar, son muy pequeñas. En las disoluciones de ácidos y bases fuertes del equilibrio está desplazado hacia los productos.
¿Por qué las disoluciones de ácidos débiles, la constante es baja?
Para las disoluciones de ácidos y bases débiles, la constante de disociación es baja, debido a que solo se disocia una fracción de las moléculas iniciales; en el equilibrio coexisten las formas iónicas y moleculares. En las disoluciones de ácidos y bases débiles el equilibrio está desplazado hacia los reactantes.
¿Qué le pasa a la disociación del ácido o la base, si el equilibrio está muy desplazado hacia la derecha?
En suma, si el equilibrio está muy desplazado hacia la derecha, la disociación del ácido o la base es casi completa y, por lo tanto, el ácido o la base s fuerte. Por el contrario, si el equilibrio está desplazado hacia los reactantes, el grado de disolución es pequeño y el ácido o base es débil.
- - ►☺ Derick Reyes ☺◄ - -
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