Ácidos y bases.

ETAPA 3: Ácidos y bases. Opuestos que se neutralizan

Generalidades

Características generales de los ácidos:

1. sabor agrio

2. cambian el color del tornasol, un colorante vegetal, de azul a rojo

3. reaccionan con los:

• metales como el cinc y el magnesio para producir hidrógeno gaseoso.

• hidróxidos para producir agua y un compuesto iónico (sal), reacción conocida como neutralización.

• carbonatos para producir dióxido de carbono.

Características generales de las bases:

1. sabor amargo o cáustico.

2. sensación al tacto resbaladiza o jabonosa.

3. capacidad de cambiar el tornasol de rojo a azul.

4. capacidad de reaccionar con los ácidos (reacción de neutralización).

TEORIA ÁCIDO BASE

Arrhenius Sustancia que contiene

hidrógeno y que en

solución acuosa produce

iones hidrógeno Sustancia que contiene

hidróxido y que en

solución acuosa

produce iones hidróxido

Brønsted-Lowry Un donador de protones (H+) Un receptor de protones (H+)

OTRAS DEFINICIONES

Base conjugada: Partícula que queda o permanece después de que un ácido ha perdido un protón.

Ácido conjugado: Partícula que se forma después de que una base acepta un protón (H1+)

Electrólitos y no electrólitos

DEFINICIONES

Electrólito No electrólito

Sustancias cuyas soluciones acuosas conducen la electricidad. Sustancias cuyas soluciones son no conductoras de la electricidad.

Los compuestos que son electrólitos son los:

Ácidos, bases y las sales iónicas.

En un aparato de conductividad se muestra la diferencia de conductividad de las soluciones.

(a) El agua destilada no conduce la electricidad.

(b) El agua azucarada es un no electrólito.

(c) El agua salada (salmuera) es un electrólito fuerte y conduce la electricidad.

Disociación y Ionización

DISOCIACIÓN IONIZACIÓN

La disociación es el proceso por el cual los iones de una sal se separan conforme la sal se disuelve en agua. La ionización es la formación de iones; ocurre como resultado de una reacción química de ciertas sustancias con el agua.

Ver la Fig. 4.2 del libro de texto

(Hein-Arena) HC2H3O2 + H2O → H3O1+ + C2H3O21−

Diferencia entre ionización y disociación

Los términos ionización y disociación suelen utilizarse como sinónimos para describir el proceso que se lleva a cabo en el agua. No obstante, en sentido estricto, los dos procesos son diferentes.

En la disociación de una sal, la sal ya existía en forma de iones; al disolverse en agua, los iones se separan, o disocian, y se incrementa su movilidad.

En el proceso de ionización, se producen iones por la reacción de un compuesto con agua.

Electrólitos fuertes y débiles

RECUERDA:

Los compuestos que son electrólitos son los:

ácidos, bases y las sales iónicas.

POR LO TANTO:

Determinación de la fortaleza de ácidos y bases

TIPO DE SUSTANCIA REGLA

Ácidos binarios Son fuertes los ácidos HCl, HBr y HI; todos los demás son débiles.

Ácidos ternarios Son fuertes los ácidos en los cuales la diferencia numérica entre la cantidad de átomos de hidrógeno y oxígeno es igual a 2 o mayor; los demás son débiles.

Bases Son fuertes las bases formadas por elementos de los grupos I-A y II-A de la tabla periódica (excepto el Be), las demás son débiles.

Ionización del agua

El agua pura es un electrólito muy débil. No obstante se ioniza pero muy poco. Las dos ecuaciones que más se utilizan para representar la ionización del agua son:

H2O + H2O H3O1+ + OH1-

y

H2O H1+ + OH1-

La ionización del agua a 25°C genera una concentración de iones H1+ de 1×10−7 mol/L y de iones OH1− de 1×10−7 mol/L. Se emplean corchetes, [ ], para indicar que la concentración está en moles por litro.

Estas concentraciones se expresan por lo general como:

[OH1−] = 1×10−7 mol/L

[H1+] o [H3O1+] = 1×10−7 mol/L

Estas cifras significan que aproximadamente dos moléculas de agua de cada mil millones están ionizadas. Este grado de ionización tan pequeño es un factor significativo en el comportamiento del agua en muchas reacciones químicas.

Introducción al concepto de pH

La acidez de una solución acuosa depende de la concentración de iones hidrógeno o hidronio. La escala de pH nos da una forma numérica sencilla y conveniente para expresar la acidez de una solución. Los valores de la escala de pH se obtienen por conversión matemática de la concentración de iones H1+ en unidades de pH mediante la expresión:

pH = -log[H1+]

pH < 7.00 es una solución ácida

pH = 7.00 es una solución neutra

pH > 7.00 es una solución básica

Otras ecuaciones:

pOH= −log[OH1−]

pH + pOH= 14

[H1+] [OH1-] = 1 ×10−14 M2

ACTIVIDAD DIAGNÓSTICA

a) ¿Qué es un ácido y qué una base, también llamada álcali?

b) ¿Qué alimentos y materiales de uso común conoces con características ácidas o básicas.

c) ¿Has sentido acidez en tu sistema digestivo? ¿Cuáles son los síntomas?

d) ¿Qué hacen las personas para mitigar la acidez persistente?

ACTIVIDAD DE ADQUISICIÓN DEL CONOCIMIENTO

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