ÁCIDOS Y BASES

UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA

 FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA SALUD

 ESCUELA DE ENFERMERÍA

ÁCIDOS Y BASES

Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base.

Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.

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.

Los ácidos y las bases son disoluciones acuosas que se caracterizan porque se disocian en iones hidrogeno, cuando son ácidos y en iones hidróxido cuando son bases, los primeros tienen sabor agrio; reaccionan en los metales produciendo efervescencia y las bases son de sabor amargo, disuelven el azufre, se usan en la fabricación de jabones a partir de grasas y aceites.

Todas estas disoluciones tienen un uso común en las actividades diarias de los hogares, oficinas, industria, etcétera; se usan como limpiadores, desmanchadores y materia prima.

Estos compuestos son electrólitos ya que tienen la característica de permitir el paso de la corriente eléctrica con mayor o menor facilidad.

LAVOISIER

Dado que el conocimiento de Lavoisier de los ácidos fuertes estaba restringido principalmente a los oxiácidos, que tienden a contener átomos centrales en un alto estado de oxidación rodeados de átomos de oxígeno, tales como el HNO₃ y el H₂SO₄, y puesto que no era consciente de la verdadera composición de los ácidos hidrácidos (HF, HCl, HBr, y HI), definió los ácidos en términos del “oxígeno” contenido, que él llamó de esta forma a partir de las palabras griegas que significan "formador de ácido" (del griego οξυς (oxys) que significa "ácido" o "sostenido" y γεινομαι (geinomai) que significa "engendrar").

La definición de Lavoisier, se celebró como una verdad absoluta durante más de 30 años, hasta el artículo de 1810 y posteriores conferencias a cargo de Sir Humphry Davy en las que demostró la carencia de oxígeno en el H₂S, H₂Te y los hidrácidos.

Liebig

Esta definición fue propuesta por Justus von Liebig, aproximadamente en 1838,² sobre la base de su extensa obra acerca de la composición química de los ácidos orgánicos. Esto acabó con la distinción doctrinal entre ácidos basados en el oxígeno y ácidos basados en hidrógeno, iniciada por Davy. Según Liebig, un ácido es una sustancia que contiene hidrógeno que puede ser reemplazado por un metal.³ La definición de Liebig, aún siendo completamente empírica, se mantuvo en uso durante casi 50 años, hasta la adopción de la definición de Arrhenius.⁴

 BRONSTED-LOWRY.

Una teoría más satisfactoria es la que formularon en 1923 el químico danés Johannes Brønsted y, paralelamente, el químico británico Thomas Lowry. Esta teoría establece que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno H+) y las bases sustancias capaces de aceptarlos. Aún se contempla la presencia de hidrógeno en el ácido, pero ya no se necesita un medio acuoso: el amoníaco líquido, que actúa como una base en una disolución acuosa, se comporta como un ácido en ausencia de agua cediendo un protón a una base y dando lugar al anión (ion negativo) amida:

NH3 + base!NH2- + base + H+

Los ácidos y bases según Brönsted -Lowry los ácidos sustancias que ceden protones, las bases son sustancias capaces de aceptar protones.

En 1884 un químico sueco, Svante Arrhenius, propuso las primeras definiciones importantes de ácidos y bases. Un ácido es una sustancia que forma iones hidrógeno (H+) en una solución acuosa y una base es una sustancia que forma iones hidróxido (OH-) en solución acuosa. La teoría de Arrhenius fue muy útil pero no bastó para incluir a todos los compuestos que parecían tener propiedades ácidas y básicas. Para ácidos y bases en solución, las mejores definiciones pertenecen a la teoría de Brönsted-Lowry. En el margen se encuentran las definiciones de acuerdo con esta teoría. El término "protón" se refiere a un ion hidrógeno positivo (un átomo de hidrógeno sin electrón). El protón proviene de la ruptura del enlace covalente que une al hidrógeno con algún otro elemento. De acuerdo con la definición de Brönsted-Lowry, un ácido es la especie que contiene hidrógeno en el cual el enlace covalente que une al hidrógeno se puede romper de manera que se libere el ion hidrógeno. Una base es una especie que es capaz de formar un nuevo enlace covalente con un protón donado por un ácido.

El concepto de ácido y base de Brønsted y Lowry ayuda a entender por qué un ácido fuerte desplaza a otro débil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra débil). Las reacciones ácido-base se contemplan como una competición por los protones. En forma de ecuación química, la siguiente reacción de Acido (1) con Base (2)

Ácido (1) + Base (2)! Ácido (2) + Base (1)

Se produce al transferir un protón el Ácido (1) a la Base (2). Al perder el protón, el Ácido (1) se convierte en su base conjugada, Base (1). Al ganar el protón, la Base (2) se convierte en su ácido conjugado, Ácido (2). La ecuación descrita constituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda. La reacción efectiva tendrá lugar en la dirección en la que se produzca el par ácido-base más débil. Por ejemplo, HCl es un ácido fuerte en agua porque transfiere fácilmente un protón al agua formando un ion hidronio:

HCl + H2O! H3O+ + Cl

-En este caso el equilibrio se desplaza hacia la derecha al ser la base conjugada de HCl, Cl-, una base débil, y H3O+, el ácido conjugado de H2O, un ácido débil.

Al contrario, el fluoruro de hidrógeno, HF, es un ácido débil en agua y no transfiere con facilidad un protón al agua:

HF + H2O! H3O+ + F

-Este equilibrio tiende a desplazarse a la izquierda pues H2O es una base más débil que F- y HF es un ácido más débil (en agua) que H3O+. La teoría de Brønsted y Lowry también explica que el agua pueda mostrar propiedades anfóteras, esto es, que puede reaccionar tanto con ácidos como con bases. De este modo, el agua actúa como base en presencia de un ácido más fuerte que ella (como HCl) o, lo que es lo mismo, de un ácido con mayor tendencia a disociarse que el agua:

HCl + H2O! H3O+ + Cl

-El agua también actúa como ácido en presencia de una base más fuerte que ella (como el amoníaco):

NH3 + H2O! NH4+ + OH

 ARRHENIUS

Svante Arrhenius químico sueco quien durante el período de 1883-1887 desarrollo su teoría de la disociación electrolítica propuso que en soluciones acuosas los electrólitos fuertes existen principalmente como partículas cargadas llamadas iones. Estos iones se mueven con relativa libertad en solución y durante la electrólisis. Las conclusiones de Arrhenius se basaron principalmente en sus experimentos sobre el punto de congelación de las soluciones.

Arrhenius entonces definió a los ácidos como sustancias del tipo HX que en solución se disocian produciendo H+ y X-, definiendo a las bases MOH, como sustancias que en solución producen M+ y OH-, y a la neutralización como el resultado de la combinación de esos iones.

Se dio cuenta de que esos iones serían separados por un solvente polar, puesto que las fuerzas de atracción entre los iones en solución acuosa es pequeña y además hizo notar que la dilución debería favorecer la ionización. Cuando Arrhenius aplico los mismos métodos experimentales a los electrolitos fuertes, tuvo dificultades. Arrhenius no pudo explicar la diferencia entre un tipo de electrolitos.

LEWIS

Entre los años 1915 y 1938, el químico norteamericano G.N. Lewis realizó estudios acerca de ácidos y bases y encontró muchos ejemplos que apoyan los cuatro criterios sobre ácidos y bases, que son el punto de partida de su trabajo:

1. - Las reacciones de neutralización son rápidas.

2. - Los ácidos y las bases desplazan de sus compuestos a otros ácidos y bases más débiles.

3. - Para determinar el punto de equivalencia en titulaciones con ácidos o con bases, se pueden usar indicadores.

4. - Los ácidos y las bases funcionan frecuentemente como catalizadores.

Los conceptos de Lewis son más generales que los de Brönsted porque no consideran indispensables al protón. Lewis más bien toma como característica la clase de enlace que se forma cuando un ácido reacciona con una base y la presencia o ausencia de pares de electrones no compartidos como carácter distintivo de los ácidos y bases.

Lewis definió un ácido como una sustancia que puede aceptar un par de electrones (frecuentemente tiene solo 6 electrones en lugar de 8 en su capa de valencia), y a una base como una sustancia capaz de donar un par de electrones (tiene un octeto, pero por lo menos un par de electrones no compartidos).

El resultado de la reacción entre un ácido y una base es un producto con un enlace covalente coordinado.

Este concepto incorpora a los ejemplos anteriores y también a muchos otros, incluye reacciones en fase sólida o en la fase gaseosa y muchas reacciones de compuestos orgánicos.

NOMBRE	FÓRMULA	PRESENTE EN
ÁCIDOS
Ácido acético	HC2H3O2	Vinagre
Ácido acetilsalicílico	HC9H7O4	Aspirina
Ácido ascórbico	H2C6H6O6	Vitamina C
Ácido cítrico	H3C6H5O7	Jugo de limón y de otros cítricos
Ácido clorhídrico	HCI	Jugos gástricos (líquidos digestivos del estómago)
Ácido sulfúrico	H2SO4	Pilas
Bases
Amoníaco	NH3	Limpiadores domésticos (solución acuosa)
Hidróxido de calcio	Ca(OH)2	Cal apagada (utilizada en construcción)
Hidróxido de magnesio	Mg(OH)2	Lechada de magnesio (antiácido y laxante)
Hidróxido de potasio (también llamado potasa cáustica)	KOH	Jabón suave
Hidróxido de sodio	NaOH	Limpiadores de tuberías y hornos

EL SABOR DE LOS ÁCIDOS Y DE LAS BASES

En este experimento vas a probar una sustancia ácida y una sustancia básica o alcalina, precisamente aquellas de cuyos nombres derivan la palabra ácido y alcalino, vinagre y cenizas que, en tu caso, serán de leña.

El sabor de un ácido

Material:	Reactivos:
1 vaso 1 cucharilla 1 tarro 1 Etiqueta	Vinagre de vino blanco Agua potable

Modo de preparar:

Pon en un vaso un pequeño volumen de agua y añádele otro igual de vinagre.

Remueve con la cucharilla para mezclar bien los dos líquidos.

Pon unas gotas en la cucharita y prueba el líquido humedeciendo la punta de la lengua y llevándola al paladar.

¿Qué sabor tiene un ácido?

Anota el resultado.

Con ayuda de una cucharilla y un embudo, vierte el contenido del vaso a un tarro.

Cierra el tarro, ponle una etiqueta y guárdalo.

EL SABOR DE UNA BASE

Vas a probar, ahora, el sabor que tienen las sustancias básicas o alcalinas.

Material:	Reactivos:
2 vasos 1 tarro 1 cucharilla 1 embudo 1 filtro de papel 1 clip 1 etiqueta	Ceniza de leña. Agua potable.

Modo de preparar:

A un vaso lleno hasta su tercera parte de agua, añádele cuatro o cinco cucharadas de ceniza.

Remueve bien la mezcla.

Monta un filtro; con ayuda de la cucharilla, vierte la mezcla a su interior y recoge el filtrado en un vaso.

Coge unas gotas con la cucharilla y prueba el líquido humedeciendo la punta de la lengua y llevándola al paladar. Anota el resultado.

Vierte el contenido del vaso a un tarro ayudándote de un embudo y una cucharilla.

Cierra el tarro, ponle una etiqueta y guárdalo.

BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Reacción_ácido-base‎