ÁCIDOS Y BASES.

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ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos y bases son dos tipos de sustancias que de una manera sencilla se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan.

Desde hace miles de años se sabe que el vinagre, el jugo de limón y muchos otros alimentos tienen un sabor ácido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de años que se descubrió por qué estas cosas tenían un sabor ácido. El término ácido, en realidad, proviene del término Latino acere, que quiere decir ácido. Aunque hay muchas diferentes definiciones de los ácidos y las bases, en esta lección introduciremos los fundamentos de la química de los ácidos y las bases. Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base obteniendo como productos una sal y agua. Existen varios conceptos que proporcionan definiciones alternativas para los mecanismos de reacción involucrados en estas reacciones, y su aplicación en problemas en disolución relacionados con ellas.

TEORÍA DE ARRHENIUS

Arrhenius propuso en 1833 las siguientes definiciones:

- Los ácidos son sustancias que en solución acuosa liberan iones H⁺ (protones).

- Las bases son sustancias que en solución acuosa liberan iones OH⁻ (ion hidroxilo. Hidróxido u oxhidrilo).

Para saber si un compuesto es un ácido de Arrhenius, basta con disolver un poco en agua pura y colocar unas gotas en papel tornasol azul, si éste cambia a color rojo entonces es un ácido de Arrhenius, en caso de que la disolución haga que el papel tornasol rojo cambie a azul entonces se tratará de una base de Arrhenius.

El protón (H⁺) liberado en la disolución es muy reactivo, la acidez se debe a la existencia de protones llamados hidronios (H₃O⁺).

TEORÍA DE BRØNSTED-LOWRY

A partir de 1920 los químicos ya trabajaban con otros disolventes además del agua, pues se encontraron compuestos que pese a no contener en su molécula (OH) tenían comportamientos de base, es el caso del amoniaco.

En 1923 el químico danés J.N Brønsted y el químico inglés T.M. Lowry sugirieron, de forma independiente, definiciones más generales de ácidos y bases:

- Ácido es un donador de protones, dona iones hidrógeno, H⁺.

- Base es un receptor de protones, acepta iones hidrógeno, H⁻.

Todos los ácidos de Arrhenius también son ácidos según Brønsted y Lowry, por ejemplo:

HCL + H₂O → CL⁻ + H₃O⁺

El HCL es el donador de protones, por lo tanto es el ácido, según Brønsted-Lowry. Todas las bases de Arrhenius deben presentar (OH⁻), según la teoría que ocupa, el agua funciona como receptora de protones, es decir, el agua es la base. Esta es una reacción de ácido-base conocida como reacción de neutralización (reacción entres un ácido y una base para producir sal y agua).

El ácido clorhídrico dona un protón al agua y deja un ion cloruro (Cl⁻) que se clasifica como la base conjugada.

TEORÍA DE LEWIS

Un concepto más general es el que introdujo, en 1923, Gilbert N. Lewis. Su teoría se basa en la forma en la que se combina una sustancia que tiene un par de electrones no compartidos en una reacción de tipo ácido-base.

Lewis observó que, al formarse una molécula de agua a partir de un ion hidronio y de un ion hidróxido, aparece un enlace covalente coordinado. Estudiando la reacción, Lewis dedujo que los iones OH⁻ son dadores de electrones y que los iones OH⁺ son aceptores. Esta transferencia electrónica le permitió establecer una teoría más general sobre ácidos y bases, ampliadas a sustancias que no tienen átomos de hidrógeno en su molécula.

Lewis define así a los ácidos y a las bases:

- Ácido es una sustancia capaz dde aceptar y compartir un par de electrones.

- Base es una sustancia capaz de donar y compartir un par de electrones.

Todas las sustancias que liberan H⁺, según Arrhenius y Brønsted-Lowry; son ácidos, y también lo son para Lewis. Las sustancias que para Arrhenius y para Brønsted-Lowry son bases, lo son para Lewis.

REACCIONES ENTRE ÁCIDOS Y BASES (NEUTRALIZACIÓN)

Un ácido que contiene iones H⁺ neutraliza a una base que contiene iones OH⁻, y forma agua y una sal. La sal contiene al catión de la base y al anión el ácido.

Base + Ácido → Agua + Sal

Determinación del pH

Los químicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más básico). En la tabla siguiente aparece el valor del pH para algunas sustancias comunes.

Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utilizan como indicador de las sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores Ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.

Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, y otros(entre los cuales podemos destacar a la col morada y la piel de ciruela, que son usadas por algunas culturas indígenas).

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CENTRO ESCOLAR PRESIDENTE GUADALUPE VICTORIA

BACHILLERATO GENERAL MATUTINO

“QUÍMICA