cidos, Bases y Sales

cidos, Bases y SalesFisica y Quimica

INTRODUCCINLos compuestos qumicos los podemos identificar por su funcin qumica, en los cidos la frmula de estos se caracteriza por tener al principio hidrgeno, las bases o hidrxidos en cambio se caracterizan por tener en su formula el ION poli atmico o radical (OH) llamado hidrxido y las sales se caracterizan por estar constituidas por un metal y en lugar de un no metal un ION poli atmico o radical excepto el OH o hidrxido.Los compuestos qumicos se clasifican como:Binarios. Los formados por dos elementosTernarios. Los formados por tres elementosSuperiores o polielementales. Los formados por ms de tres elementos.cidosEl cido es la sustancia capaz de ganar pares electrnicos, ceder protones cuando se disuelve en agua y su caracterstica principal es la presencia del Ion hidrgeno en su molcula.BasesLas sales son compuestos inicos formados por un cation distinto al Ion hidrgeno y las sales se forman cuando los cidos reaccionan con las bases.NeutralizacinLa Neutralizacin es la reaccin de un cido con una base para dar como producto sal y agua.

Acidos y Bases.Cuando en una solucin la concentracin de iones hidrgeno (H+) es mayor que la de iones hidrxilo (OH), se dice que es cida. En cambio, se llama bsica o alcalina a la solucin cuya concentracin de iones hidrgeno es menor que la de iones hidrxilo.Una solucin es neutra cuando su concentracin de iones hidrgeno es igual a la de iones hidrxilo. El agua pura es neutra porque en ella [H+] = [OH].

Reacciones entre cidos y basesLa reaccin entre un cido y una base se llama neutralizacin. Cuando en la reaccin participan un cido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Si una de las especies es de naturaleza dbil y la neutralizacin se produce en disolucin acuosa tambin se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Se puede decir que la neutralizacin es la combinacin de iones hidronio y de aniones hidrxido para formar molculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.Las reacciones de neutralizacin son generalmente exotrmicas, lo que significa que desprenden energa en forma de calor.Podemos resumir el proceso as:cido + base sal + agua

Qu es un cido? Un cido es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto qumico que, cuando se disuelve en agua, produce una solucin con una actividad de catin hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definicin moderna de Johannes Nicolaus Brnsted y Thomas Martin Lowry, quienes definieron independientemente un cido como un compuesto que dona un catin hidrgeno (H+) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes son el cido actico (en el vinagre), el cido clorhdrico (en el Salfumant y los jugos gstricos), el cido acetilsaliclico (en la aspirina), o el cido sulfrico (usado en bateras de automvil). Los sistemas cido/base se diferencian de las reacciones redox en que, en estas ltimas hay un cambio en el estado de oxidacin. Los cidos pueden existir en forma de slidos, lquidos o gases, dependiendo de la temperatura y tambin pueden existir como sustancias puras o en solucin.A las sustancias qumicas que tienen la propiedad de un cido se les denomina cidas.

Qu es una Base?Una basees cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas. En primera aproximacin (segn Arrhenius) es cualquier sustancia que en disolucin acuosa aporta iones OH al medio. Un ejemplo claro es el hidrxido potsico, de frmula KOH:KOH OH + K+ (en disolucin acuosa)Los conceptos de base y cido son contrapuestos. Para medir la basicidad (o alcalinidad) de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH, de forma tal que pH + pOH = pKw, (Kw en CNPT es igual a 1014). Por este motivo, est generalizado el uso de pH tanto para cidos como para bases.

CARACTERSTICASCIDOS:Tienen sabor agrio.Son corrosivos para la piel.Enrojecen ciertos colorantes vegetales.Disuelven sustanciasAtacan a los metales desprendiendo H2.Pierden sus propiedades al reaccionar con bases BASES:Tiene sabor amargo.Suaves al tacto pero corrosivos con la piel.Dan color azul a ciertos colorantes vegetales.Precipitan sustancias disueltas por cidos.Disuelven grasas.Pierden sus propiedades al reaccionar con cidos.

cidos de Arrhenius

El qumico sueco Svante Arrhenius fue el primero en atribuir las propiedades de acidez al hidrgeno en 1884. Un cido de Arrhenius es una sustancia que aumenta la concentracin de catin hidronio, H3O+, cuando se disuelve en agua. Esta definicin parte del equilibrio de disociacin del agua en hidronio e hidrxido:H2O(l) + H2O (l) H3O+(ac) + OH-(ac)En agua pura, la mayora de molculas existen como H2O, pero un nmero pequeo de molculas estn constantemente disocindose y reasocindose. El agua pura es neutra con respecto a la acidez o basicidad, debido a que la concentracin de iones hidrxido es siempre igual a la concentracin de iones hidronio. Una base de Arrhenius es una molcula que aumenta la concentracin del ion hidrxido cuando est disuelta en agua. En qumica se escribe con frecuencia H+(ac) significando ion hidrgeno o protn al describir reacciones cido-base, pero no hay evidencia suficiente de que exista en disolucin acuosa el ncleo de hidrgeno libre; s que est probada la existencia del ion hidronio, H3O+ e incluso de especies de mayor nuclearidad. Los compuestos que no tienen hidrgeno en su estructura no son considerados cidos de Arrhenius. Tampoco son bases de Arrhenius los compuestos que no tienen OH en su estructura.cidos de LewisUn tercer concepto fue propuesto por el fsicoqumico Gilbert N. Lewis en 1923, el cual incluye reacciones con caractersticas cido-base que no involucran una transferencia de protn. Uncido de Lewis es una especie que acepta un par de electrones de otra especie; en otras palabras, es un aceptor de par de electrones. Las reacciones cido-base de Brnsted son reacciones de transferencia de protones, mientras que las reacciones cido-base de Lewis son transferencias de pares de electrones. Todos los cidos de Brnsted son tambin cidos de Lewis, pero no todos los cidos de Lewis son cidos de Brnsted. Las siguientes reacciones podran ser descritas en trminos de qumica cido-base.

En la primera reaccin, un anin fluoruro, F-, cede un par electrnico al trifluoruro de boro para formar el producto tetrafluoroborato. El fluoruro "pierde" un par de electrones de valencia debido a que los electrones compartidos en el enlace B-F estn ubicados en la regin de espacio entre los dos ncleos atmicos y, en consecuencia, estn ms distantes del ncleo del fluoruro que en el anin fluoruro solitario. BF3 es un cido de Lewis porque acepta el par de electrones del fluoruro. Esta reaccin no puede ser descrita en trminos de la teora de Brnsted, debido a que no hay transferencia de protones. La segunda reaccin puede ser descrita por cualquiera de las dos ltimas teoras. Un protn es transferido desde un cido de Brnsted no especificado hacia el amonaco, una base de Brnsted; alternativamente, el amonaco acta como una base de Lewis y transfiere un par libre de electrones para formar un enlace con un ion hidrgeno. La especie que gana el par de electrones es el cido de Lewis; por ejemplo, el tomo de oxgeno en H3O+ gana un par de electrones cuando uno de los enlaces H-O se rompe, y los electrones compartidos en el enlace se localizan en el oxgeno. Dependiendo del contexto, los cidos de Lewis tambin pueden ser descritos como agentes reductores o como electrfilo.La definicin de Brnsted-Lowry es la definicin ms ampliamente usada; salvo que se especifique de otra manera, se asume que las reacciones cido-base involucran la transferencia de un catin hidrn (H+) de un cido a una base.

Sales.Una sal es un compuesto qumico formado por cationes (iones con carga positiva) enlazados a aniones (iones con carga negativa). Son el producto tpico de una reaccin qumica entre una base y un cido, donde la base proporciona el catin y el cido el anin.La combinacin qumica entre un cido y un hidrxido (base) o un xido y un hidronio (cido) origina una sal ms agua, lo que se denomina neutralizacin.

NomenclaturaSegn la nomenclatura tradicional, las sales se denominan con el nombre del anin, con cierto prefijo y sufijo, seguido de la preposicin de y el nombre del catin. Hay que distinguir entre distintos casos:

CasosEn las sales de hidrcidos, se sustituye la terminacin -hdrico del hidrcido del que proviene el anin para la terminacin -uro. Por ejemplo, NaCl es el cloruro de sodio; el anin Cl- proviene del hidrcido HCl (cido clorhdrico).En las sales de oxocidos, se sustituye la terminacin -oso o-ico del oxocido del cual proviene el anin por la correspondiente - ito o -ato. Por ejemplo, el Ca3(PO4)2 es el fosfato de calcio; el anin PO43- proviene del H3PO4 (cido fosfrico).

CasosLas sales cidas (sales que provienen de cidos poliprticos y que contienen tomos de hidrgeno sustituibles) se denominan indicando el nmero de hidrgenos no sustituidos que quedan en la molcula, usando el prefijo correspondiente. Por ejemplo, el NaHSO es la hidrogeno sulfuro de sodio; el anin HS- proviene del cido sulfhdrico.Las sales bsicas (sales que contienen iones hidroxilo, OH-) se nombran indicando el nmero de hidroxilos seguido del anin central y finalmente el catin. Por ejemplo, el MgCl (OH) es el hidroxicloruro de magnesio.Las sales hidratadas (que contienen agua de cristalizacin) se denominan indicando la sal correspondiente y seguidamente el nmero de molculas de agua de hidratacin.

Disociacin y EquilibrioLas reacciones de cidos son generalizadas frecuentemente en la forma HA H+ + A-, donde HA representa el cido, y A- es la base conjugada. Los pares cido-base conjugados difieren en un protn, y pueden ser interconvertidos por la adicin o eliminacin de un protn (protonacin y deprotonacin, respectivamente). Obsrvese que el cido puede ser la especie cargada, y la base conjugada puede ser neutra, en cuyo caso el esquema de reaccin generalizada podra ser descrito como HA+ H+ + A. En solucin existe un equilibrio entre el cido y su base conjugada. La constante de equilibrio K es una expresin de las concentraciones del equilibrio de las molculas o iones en solucin. Los corchetes indican concentracin, as [H2O] significa la concentracin de [H2O]. La constante de disociacin cida Ka es usada generalmente en el contexto de las reacciones cido-base. El valor numrico de Ka es igual a la concentracin de los productos, dividida por la concentracin de los reactantes, donde el reactante es el cido (HA) y los productos son la base conjugada y H+.

Disociacin y EquilibrioEl ms fuerte de los dos cidos tendr Ka mayor que el cido ms dbil; la relacin de los iones hidrgeno al cido ser mayor para el cido ms fuerte, puesto que el cido ms fuerte tiene una tendencia mayor a perder su protn. Debido al rango de valores posibles para Ka se extiende por varios rdenes de magnitud, ms frecuentemente se utiliza una constante ms manipulable, pKa, donde pKa = -log10 Ka. Los cidos ms fuertes tienen pKa menor que los cidos dbiles. Los valores de pKa. determinados experimentalmente a 25 C en solucin acuosa suelen presentarse en libros de texto y material de referencia.Ejercicio resueltoCalcular el pH de una disolucin de cido fuerte a partir de su concentracin molarSe dispone de un cido ntrico 0.01 M calcular el pHPlantear la disosiacin de acido nitrico en aguaHNO3 + H2O H3O+ + NO3-

Calcular la concentracin

(NHO3) = 0,01 M = (H3O+)

pH = -log (H3O+) = -log 10-2 = 2.GRACIAS POR SU ATENCIN