8/9/2019 Gua sobre conceptos de cidos y bases

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Gua sobre conceptos de cidos y bases

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Andy Aburto R.

Estos presentaran caractersticas opuestas, Los cidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo eltornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados lquenes) y reaccionan con ciertos metalesdesprendiendo hidrgeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienentacto jabonoso. Cuando se combina una solucin acuosa de un cido con otra de una base, tienelugar una reaccin de neutralizacin en la que se forman agua y sal.

Pongamos como ejemplo: el cido sulfrico (H2SO4) y el hidrxido de sodio (NaOH),producen agua y sulfato de sodio (Na2SO4):

H2SO4 + 2NaOH 2H2O + Na2SO4

Teoras

Teora de Arrhenius y OstwaldLos conocimientos modernos de los cidos y las bases parten de 1834, cuando el fsico inglsMichael Faraday descubri que cidos, bases y sales eran electrlitos por lo que, disueltos enagua se disocian en partculas con carga o iones que pueden conducir la corriente elctrica. En1884, el qumico sueco Svante Arrhenius (y ms tarde el qumico alemn Wilhelm Ostwald)defini los cidos como sustancias qumicas que contenan hidrgeno, y que disueltas en agua

producan una concentracin de iones hidrgeno o protones, mayor que la existente en el aguapura. Del mismo modo, Arrhenius defini una base como una sustancia que disuelta en aguaproduca un exceso de iones hidroxilo (OH).La reaccin de neutralizacin sera: H2O H + + OH

La teora de Arrhenius y Ostwald ha sido objeto de crticas. La primera es que el concepto decidos se limita a especies qumicas que contienen hidrgeno y el de base a las especies quecontienen iones hidroxilo. La segunda crtica es que la teora slo se refiere a disolucionesacuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones cido-base que tienen lugar enausencia de agua.

Teora de Bronsted Lowry

Una teora ms satisfactoria es la que formularon en 1923 el qumico dans Johannes Brnstedy, paralelamente, el qumico britnico Thomas Lowry. Esta teora establece que los cidos sonsustancias capaces de ceder protones (iones hidrgeno H+) y las bases sustancias capaces deaceptarlos. An se contempla la presencia de hidrgeno en el cido, pero ya no se necesita un

medio acuoso: el amonaco lquido, que acta como una base en una disolucin acuosa, secomporta como un cido en ausencia de agua cediendo un protn a una base y dando lugar alanin (ion negativo) amida:

NH3 + base NH 2- + base + H+

El concepto de cido y base de Brnsted y Lowry ayuda a entender por qu un cido fuertedesplaza a otro dbil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra dbil).Las reacciones cido-base se contemplan como una competicin por los protones.

En forma de ecuacin qumica: cido (1) + Base (2) cido (2) + Base (1)

La reaccin de Acido (1) con Base (2) se produce al transferir un protn del primero al segundo.Al perder el protn, el cido (1) se convierte en su base conjugada, o sea, Base (1). Al ganar el

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protn, la Base (2) se convierte en su cido conjugado, cido (2). La ecuacin descritaconstituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda. La reaccin efectivatendr lugar en la direccin en la que se produzca el par cido-base ms dbil.

Por ejemplo: HCl + H2O H3O+ + Cl-

El HCl es un cido fuerte en agua porque transfiere fcilmente un protn al agua formando union hidronio, en este caso el equilibrio se desplaza hacia la derecha al ser la base conjugada deHCl, Cl -, una base dbil, y H3O +, el cido conjugado de H2O, un cido dbil.

En otro ejemplo: HF + H2O H3O+ + F -

El fluoruro de hidrgeno, HF, es un cido dbil en agua y no transfiere con facilidad un protnal agua. Este equilibrio tiende a desplazarse a la izquierda pues H2O es una base ms dbil queF - y HF es un cido ms dbil (en agua) que H3O+. La teora de Brnsted y Lowry tambinexplica que el agua pueda mostrar propiedades anfteras, esto es, que puede reaccionar tantocon cidos como con bases. De este modo, el agua acta como base en presencia de un cido

ms fuerte que ella (como HCl) o, lo que es lo mismo, de un cido con mayor tendencia adisociarse que el agua:

HCl + H2O H3O+ + Cl -

El agua tambin acta como cido en presencia de una base ms fuerte que ella (como elamonaco):

NH3 + H2O NH 4+ + OH -

Medida de la fuerza de cidos o bases

La fuerza de un cido se puede medir por su grado de disociacin al transferir un protn al agua,produciendo el ion hidronio, H3O+. De igual modo, la fuerza de una base vendr dada por sugrado de aceptacin de un protn del agua. Puede establecerse una escala apropiada de cido-

base segn la cantidad de H3O+ formada en disoluciones acuosas de cidos, o de la cantidad deOH- en disoluciones acuosas de bases. En el primer caso tendremos una escala pH, y en elsegundo una escala pOH. El valor de pH es igual al logaritmo negativo de la concentracin deion hidronio y el de pOH al de la concentracin de ion hidroxilo en una disolucin acuosa:

pH = -log [H3O+] pOH = - log [OH -]

El agua pura tiene un pH de 7,0; al aadirle cido, la concentracin de ion hidronio, [H3O+]aumenta respecto a la del agua pura, y el pH baja de 7,0 segn la fuerza del cido. El pOH del

agua pura tambin es de 7,0, y, en presencia de una base cae por debajo de 7,0.

El qumico estadounidense Gilbert N. Lewis expuso una nueva teora de los cidos y bases en laque no se requera la presencia de hidrgeno en el cido. En ella se establece que los cidos sonreceptores de uno o varios pares de electrones y las bases son donantes de uno o varios pares deelectrones. Esta teora tambin tiene la ventaja de que es vlida con disolventes distintos delagua y no se requiere la formacin de una sal o de pares cido-base conjugados. Segn esto, elamonaco se comporta como una base, pues es capaz de ceder un par de electrones al trifluorurode boro para formar un par cido-base: H3N: + BF3 H3N- BF3