Sustancia | Teoría de Arrhenius | Teoría de Brönsted y Lowry | Teoría de Lewis |
Ácido | Sustancia que libera iones de hidrógeno (H+) o hidronio (H3O+) en solución acuosa. | Sustancia que puede ceder o donar un proton (H+) | Sustancia que puede aceptar un par solitario de electrones. |
Base | Sustancia que libera iones hidroxilo (OH-) en solución acuosa | Sustancia que puede aceptar un proton (H+) de un ácido. | Sustancia que puede donar o ceder un par solitario de electrones. |
Utilizando la teoría de Arrhenius, explique la naturaleza de los compuestos HNO3 y NaOH.
Solución:
De acuerdo a Arrhenius, las sustancias que liberan hidronio en solución son ácidos y las que liberan hidroxilo son bases. En el agua el comportamiento de las sustancias es el siguiente:
HNO3 + H2O à H3O+ + NO3 -
NaOH à Na+ + OH-
Por lo tanto HNO3 es de naturaleza ácida y NaOH es de naturaleza básica.
Características
Los ácidos se caracterizan por ser de sabor agrio, como el jugo de limón y el vinagre, los cuales son sustancias comunes de naturaleza ácida. Estos compuestos producen irritación a la piel, causando sensaciones punzantes. En el ámbito biológico, los ácidos son centrales para el metabolismo de las proteínas, siendo el ácido clorhídrico el compuesto presente en el estómago. En el laboratorio, los ácidos hacen cambiar el papel tornasol de azul a rojo, tienen un pH de 1 a 6, disuelven o reaccionan con los metales y neutralizan las bases.
Por otro lado, las bases tienen sabor amargo y son deslizantes al tacto. En el caso de las bases fuertes, éstas son cáusticas a la piel y las proteínas, tal es el caso de los destapadores de desagues como la comúnmente conocida soda cáustica. En el laboratorio, las bases hacen cambiar el papel tornasol de rojo a azul, tienen un pH de 8-14 e intervienen en reacciones de neutralización de los ácidos.
Sustancia | Características Generales | Papel Tornasol | Rango típico de pH |
Ácido | Sabor agrio Irritante a la piel Disuelven metales Neutralizan bases | Cambio de azul a rojo | De 1-6 |
Base | Sabor amargo Deslizantes al tacto Cáusticas a la piel Neutralizan ácidos | Cambia de rojo a azul | De 8-14 |
Ejemplo 1:
En el laboratorio, una solución hace cambiar el papel tornasol a rojo. Identifique la solución como un ácido y una base.
Solución:
Una de las características de los ácidos es cambiar el papel tornasol a rojo. Por lo tanto, la solución es ácida.
Ejemplo 2:
Al obtener el pH de una solución de KOH, ¿dentro de cuál rango se espera encontrar el valor?
Solución:
El KOH es una base, ya que libera iones hidroxilo, por lo tanto, el rango típico de pH es de 8-14.
Nomenclatura
Los ácidos pueden ser hidrácidos u oxácidos. Los hidrácidos son compuestos binarios formados por la unión de hidrógeno con un no metal. Estos se nombran empleando la palabra ácido seguida por el nombre en latín del no metal con la terminación hídrico.
Ejemplo:
Nombre los siguientes hidrácidos: HCl, HF y H2S
Solución:
Los ácidos representados son el ácido clorhídrico (por el cloro), ácido fluorhídrico (por el fluor) y ácido sulfhídrico (por la raíz latina del nombre del azufre – “sulf”).
Los hidrácidos se nombran así: Ácido + nombre latín del no metal + terminación -hídrico |
Los oxácidos (oxiácidos) son compuestos que contienen oxígeno. Estos entonces, son compuestos ternarios puesto que contienen tres elementos, el hidrógeno, el oxígeno y otro elemento no metálico. Se nombran utilizando la palabra ácido seguido por la raíz del nombre en latín del no metal y de acuerdo al óxido del cual provienen, terminan en –ico u –oso. Cuando el no metal exhibe un solo número de oxidación (carga aparente) o cuando ésta es la mayor de las oxidaciones del no metal, se utiliza la terminación –ico. Cuando el elemento no metálico exhibe más de una oxidación (carga aparente), se utiliza la terminación –oso para el estado de menor oxidación. Por ejemplo, el azufre presenta dos estados de oxidación, formando los ácidos H2SO4 y H2SO3, los cuales respectivamente reciben los nombres de ácido sulfúrico por estar el azufre en su mayor estado de oxidación y ácido sulfuroso, por estar el azufre en su menor estado de oxidación. Para facilitar la diferenciación de estados de oxidación y la terminación del ácido, puede utilizarse la tabla de iones comunes, donde los iones que terminan en –ato cambian su terminación por –ico en los ácidos y los iones cuya terminación es –ito, la cambian por –oso. Esto se puede evidenciar en el ejemplo anterior, ya que el primer ácido contiene el sulfato y el segundo el ión sulfito; por eso los nombres ácido sulfúrico y ácido sulfuroso.
Ejemplo:Nombre los oxácidos HClO2, HClO3, HNO3 y H2CO3.
Solución:
Los ácidos representados son el ácido cloroso (de clorito, menor estado de oxidación de dos), ácido clórico (de clorato, mayor estado de oxidación de dos), ácido nítrico (de nitrato, mayor estado de oxidación de dos) y ácido carbónico (de carbonato, mayor oxidación de dos).
Los oxácidos se nombran así: Ácido + nombre latín del no metal + terminación –ico (mayor oxidación, ión –ato) + terminación –oso (menos oxidación, ión -ito) |
Ejemplo:
De el nombre de las siguientes bases: NaOH, KOH, CuOH, Fe(OH)3 y Mg(OH)2.
Solución:
Las bases representadas son el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio, el hidróxido de cobre (I) ó hidróxido cuproso, el hidróxido de hierro (III) o hidróxido férrico y el hidróxido de magnesio.
Las bases típicas se nombran así: Hidróxido de + nombre del metal |
El pH es una escala que se utiliza para determinar la concentración de iones hidrógeno o hidronio en una solución. El pH de una solución es el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidronio (hidrógeno) con el signo cambiado. Para encontrar el valor del pH matemáticamente, la fórmula es la siguiente y se interpreta así:
pH = - log [H+] ó [H3O+] pH < 7 indica solución ácida pH > 7 indica una solución básica pH = 7 indica que una solución es neutra. En cualquier solución: pH + pOH = 14 |
JOANNA HERNANDEZ Y NAZARETH ZUÑIGA