CIDOS Y BASES Una monografa basada principalmente en el libro de Carlos J. Mosquera Surez, de la Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas, Colombia, "Nuevo estudio de la Qumica Moderna". Ediciones Cisplatina S.A., Buenos Aires, 2001. Cuando una sustancia inica se disuelve en solventes polares se forman iones (vagabundos) en un proceso de ionizacin. Un "ion" es, por tanto, un tomo o grupo de tomos con carga elctrica residual positiva o negativa (no neutros). Si el proceso no es completo, es decir que la disolucin es parcial, se establece un equilibrio dinmico entre reactivos y productos, es decir, entre las sustancias y los iones disueltos, llamado equilibrio inico. Una reaccin caracterstica es la llamada cido-base. Se las conoci desde la Edad Media, especialmente a travs de las propiedades organolpticas de esas sustancias: color, olor, sabor, etc. Por qu algunas sustancias con cidas, otras son bsicas (alcalinas) y otras son neutras? Teora de Arrhenius Svante Arrhenius (1859-1927) consider que un electrolito es una sustancia que, al disolverse en agua, conduce la corriente elctrica, porque sus molculas se disocian en iones, es decir, tomos cargados con electricidad. Puede haber electrolitos fuertes (cuando la disociacin es prcticamente total), electrolitos dbiles (si se disocia menos del 1% de las molculas), y no electrolitos (si no se produce la disociacin). Son electrolitos fuertes, el cido clorhdrico (HCl), el cido sulfrico (H2SO4) y el cido ntrico (HNO3); todos los hidrxidos (excepto el hidrxido de amonio NH4OH) y la mayora de las sales. Son electrolitos dbiles los cidos orgnicos, el cido carbnico y el cido fosfrico, y bases como el hidrxido de amonio. No electrolitos son la sacarosa, el etanol, el oxgeno gaseoso y el monxido de carbono, entre otros. Segn la teora de Arrhenius, una sustancia que se disocia produciendo iones H+ es un cido. Una sustancia que se disocia produciendo iones OH- es una base o hidrxido. Las reacciones de neutralizacin cido-base, segn esta teora, se pueden escribir de manera molecular, inica o inica neta. Esta ltima sera: H+ + OHH2O

Una limitacin de la teora de Arrhenius sobre los cidos y las bases es el hecho de que en ella no se considera el efecto del solvente en el proceso de ionizacin.

Teora de Bronsted y Lowry Segn la teora de Bronsted-Lowry, un cido es una sustancia donadora de protones y una base es una sustancia aceptora de protones (un protn es un tomo de H que ha perdido su electrn). Toma en cuenta el solvente, es decir, adiciona cada protn a una molcula de agua, obteniendo as un in que denomina hidronio: H3O+ La molcula de agua se comporta as como una base porque acepta un protn. Entonces el in hidronio se comporta como un cido porque dona un protn, y cualquier anin se comporta como una base cuando acepta ese protn. Teora de Lewis En esta teora se define como cido una molcula o un in que acepta un par solitario de electrones para formar un enlace covalente, y una base como una molcula o in que puede donar un par solitario de electrones para formar un enlace covalente. Considera las reacciones como cido-base (neutralizacin) cuando forman enlaces entre las dos sustancias. Anfteros Las sustancias que pueden comportarse como cidos y como bases se denominan anfteros Propiedades de cidos y bases Los cidos fuertes tienden mucho a ceder protones, mientras que las bases fuertes poseen gran tendencia a aceptarlos (Bronsted-Lowry). As se puede determinar el poder de una sustancia segn tienda a donar o a aceptar protones. Las sustancias que al disociarse conducen la corriente elctrica se llaman electrolitos. La disociacin alcanza un equilibrio entre la velocidad de la reaccin directa y la velocidad de la reaccin inversa. En ese momento puede determinarse una constante de equilibrio que se denomina constante de disociacin (kd). Cuando una reaccin directa alcanza un equilibrio dinmico con una reaccin inversa, la velocidad de formacin de productos es igual a la velocidad de formacin de los reactivos, y las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo.

Un cido fuerte y una base fuerte son las sustancias con carcter cido o bsico, que se disocian por completo; al final de la disociacin, slo se hallan los productos de la misma. Un electrolito fuerte no genera un equilibrio, porque su disociacin es total, pero algunos cidos y bases, pese a no disociarse en un 100%, tienen constantes de disociacin bastante altas, lo que permite clasificarlos como electrolitos fuertes. De hecho, no todos los cidos y bases dbiles se disocian con la misma intensidad. Para determinar el grado de disociacin se emplea la expresin porcentaje de disociacin. Electrolitos Los electrolitos (iones que pueden conducir la corriente elctrica) se forman cuando se disuelve un soluto inico en agua; este se disocia en iones positivos (cationes) y en iones negativos (aniones) que, por tener cargas diferentes, pueden conducir la corriente elctrica. Esta caracterstica permite clasificar los solutos en electrolitos y no electrolitos. Un electrolito ser el que al disociarse da origen a una gran concentracin de iones, hecho que permite mayor conductividad elctrica. Se considera en la prctica que un electrolito fuerte se descompone en un 100%, lo cual impide equilibrios entre sus iones y la molcula correspondiente. Un electrolito dbil se disocia muy poco, de manera que no se produce una suficiente concentracin de iones, por lo que no puede haber flujo de corriente elctrica. Las sustancias no electrolticas tienen enlaces covalentes no polares que mantienen su individualidad al no ser disociadas por la accin de fuerzas electrostticas. Algunas sustancias con enlaces covalentes polares no conducen la corriente elctrica mientras se encuentran en estado slido, lquido o gaseoso. Pero si se forma una solucin acuosa, disolvindolas en agua, conducen la corriente elctrica, lo que indica que se han formado iones. Disociacin del agua El agua es un electrolito dbil que se disocia en un protn y un oxhidrilo. Su constante de disociacin es igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, dividido por la concentracin del agua no disociada. Un mol de agua pesa 18 gramos, por lo que en 1 litro de agua (1.000 gramos) habr 55,55 moles, es decir, la concentracin ser 55,55 M. Si multiplicamos la constante de disociacin del agua por esa concentracin del agua, obtendremos una nueva constante llamada kw , igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, y su valor ser de 10-14. De all, como por cada protn se produce un oxhidrilo al disociarse el agua, entonces la concentracin de protones ser igual a la concentracin de oxhidrilos, cada una de ellas igual a 10-7. Soluciones neutras, cidas y bsicas Cuando la concentracin de protones y de oxhidrilos es la misma, la solucin es neutra. Cuando se aade un cido al agua pura (neutra) aumenta concentracin de protones, y ello da lugar a soluciones cidas. Cuando se aade una base al agua pura (neutra) aumenta la concentracin de oxhidrilos, y ello da origen a soluciones bsicas. Por tanto, una solucin neutra tiene una concentracin de iones hidrgeno (protones) igual a 10-7; una solucin cida tiene una concentracin de protones mayor que 10-7; y una solucin bsica tiene una concentracin de protones menor que 10-7. pH Para evitar el uso de la notacin cientfica (exponencial) en la expresin de concentraciones de las sustancias, en 1909 el qumico Sorensen postul la escala de pH (a veces mal llamada escala de potencial hidrgeno), la cual se define como el logaritmo negativo en base 10 de la concentracin molar de iones hidrogeniones. La escala de pH permite conocer el grado de acidez o de basicidad de una sustancia. pOH De manera anloga se puede considerar la escala de pOH, que es el logaritmo negativo en base 10 de la concentracin molar de iones hidroxilos. Relacin Si relacionamos lo antes expuesto con estas nuevas escalas, ser neutra una solucin de pH = 7 (pOH = 7), cida la de pH < 7 (pOH > 7), y bsica la de pH > 7 (pOH < 7). Ejemplos de pH de algunas sustancias cido clorhdrico 1 M pH 0 Jugo gstrico pH 1 Jugo de limn pH 2 Vinagre pH 3 Jugo de naranja pH 4 Cerveza pH 5 Leche pH 6

Agua pura pH 7 Sangre pH 8 Agua jabonosa pH 9 Leche de magnesia pH 10 Agua de cal pH 11 Amonaco pH 12 Hidrxido de sodio 0,1 M pH 13 Hidrxido de sodio 1 M pH 14 Correspondencia entre pH y pOH La suma de el pH y el pOH de una misma solucin dar siempre el valor 14. Por lo tanto, si el pH es, por ejemplo, 3, el pOH ser 11 OXIDOS Los xidos son las combinaciones binarias entre el oxgeno y todos los dems elementos qumicos a excepcin de los gases nobles y el Flor. Cmo se formulan? Los xidos tienen la siguiente formula, que se aplica a todas las combinaciones: X2On, donde X es el smbolo del elemento, el 2 corresponde a la valencia del oxgeno, la O es el smbolo del Oxgeno y la n es la valencia del otro elemento, sea metal o no metal. Cmo se nombran? Para nombrar los xidos se utilizan las 3 nomenclaturas, la tradicional la Sistemtica y la Stock. Tradicional xidos Bsicos Provienen de la combinacin entre el oxgeno y un metal. Si el metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras xido de, y el nombre del metal con el que se combina. Ejemplos: CaO-------------------------------------xido de Calcio. Na2O------------------------------------xido de Sodio. Si el metal con el que se combina tiene dos valencias, se pone como en el de una valencia pero el nombre del metal acaba en oso cuando actua con la valencia menor y en ico cuando actua con la valencia mayor y se le quita el prefijo de. Ejemplos: FeO-------------------------------------xido ferroso (El hierro tiene en este caso valencia 2 y se simplifica). Fe2O3-----------------------------------xido frrico (El hierro tiene en este caso valencia 3). xidos cidos Provienen de la combinacin entre el oxgeno y un no metal. Si el no metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras xido de, y el nombre del metal con el que se combina acabado en ico. Ejemplo: B2O3------------------------------------xido brico. Si el no metal con el que se combina tiene dos o ms valencias, se ponen al nombre las siguientes terminaciones: Smbolo S, Se, Te Valencia 2 4 6 1 3 5 Prefijo Hipo----------------------------------------------Hipo----------------------------------------------Sufijo -oso -oso -ico -oso -oso -ico

N, P, As, Sb

Cl, Br, I

1 3 5 7

Hipo----------------------------------------------Per-

-oso -oso -ico -ico

Ejemplos: Br2O5-------------------------------------xido brmico. Cl2O7-------------------------------------xido brmico. Sistemtica Los xidos, tanto cidos como bsicos se nombran escribiendo delante de la palabra xido y del nombre del elemento unos prefijos, que indican el nmero de atomos del mismo elemento que tiene en esa molcula. Prefijo monodiNmero de tomos 1 2

tri3 tetra4 penta5 hexa6 hepta7 octo8 La nomenclatura se aplica a la formula que ya est simplificada. El prefijo mono se puede suprimirse, esto significa que si un elemento no tiene prefijo significa que solo interviene un tomo de ese elemento en la misma formula. Ejemplos: As2S3-------------------------------------Trisulfuro de diarsnico. PF5----------------------------------------Pentafluoruro de fsforo. Stock Los xidos, tanto cidos como bsicos se nombran mediante las palabras xido de seguida del nombre del elemento y un parentesis donde se pone la valencia del elemento en nmeros romanos, tal y como estaba al principio sin sinplificar. Si un elemento tiene solo una valencia no se pone parentesis. Ejemplos: Fe2O3-------------------------------------xido de Hierro(III). SO3----------------------------------------xido de Azufre (VI) Est simplificado. FeO-----------------------------------------xido de Hierro (II) Est simplificado. Na2O-------------------------------------- xido de Sodio. No se pone parentesis porque el Sodio solo tiene una valencia.

Esto lo saqu yo (Jess) de: http://www.unsl.edu.ar/~fqbf/archivos/Ingreso%202006-quimica.pdf

Se puede definir un compuesto como aquella sustancia que puede descomponerse en dos o ms sustancias simples, o que puede producirse por la unin qumica de dos o ms sustancias simples.

Los compuestos estn formados por la unin de tomos de modo que: 1.- Slo la accin qumica puede separarlos.

2.- Los diferentes elementos que forman el compuesto no pueden ser identificados por sus propiedades individuales.