Ácidos y Bases

Un ácido es una sustancia que en disolución acuosa aporta iones hidrógeno H⁺. Una base es una sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH⁻ al medio. Por ejemplo el hidróxido potásico: KOH → OH⁻+ K⁺ (en disolución acuosa)

Brönsted y Lowry (1923)

Teoría de Brönsted y Lowry:

Un ácido es una especie que dona un protón. Una base es una especie química que acepta un protón. Por ejemplo el amoniaco en disolución acuosa:
NH_{3 (base)} + H₂O_(ácido) ↔ NH₄⁺_{(ácido conjugado)} + OH^– _{(base conjugada)}

Gilbert N. Lewis (1938)

Teoría de Lewis:

Un ácido es una especie que acepta un par de electrones de otra especie. Una base es una sustancia que puede donar un par de electrones.

Clasificación General de los Ácidos:

Los ácidos se pueden clasificar según diferentes criterios expuestos a continuación.

ÁCIDOS INORGÁNICOS O MINERALES:
- Hidrácidos: compuestos binarios con fórmula HX, donde X es un no-metal (halógeno o anfígeno): HF ác. fluorhídrico HBr ác. bromhídrico, HCl ác. clorhídrico…

- Oxácidos u Oxoácidos: compuestos ternarios con fórmula H_aX_bO_c, donde X es un no-metal o metal de transición: H₂SO₄ ác. sulfúrico H₂SO₃ ác. sulfuroso H₂CO₃ ác. carbónico…

ÁCIDOS ORGÁNICOS:
- Monocarboxílicos: compuesto orgánico con 1 grupo carboxilo (-COOH). CH₃CH₂CH₂COOH…
- Dicarboxílicos: compuesto orgánico con 2 grupos carboxilo (-COOH). HOOC-(CH₂)-COOH…
- Policarboxílicos: compuesto orgánico con más de 2 grupos carboxilo (-COOH). Ej: ácido cítrico
- Sulfónicos: compuesto con fórmula R–S(=O)₂–OH donde R es una cadena carbonada. Ej: CH₃SO₂OH

SEGÚN LA FUERZA DEL ÁCIDO:
- Ácidos Fuertes: en disolución acuosa se disocia completamente (HA → H⁺ + A^–). HCl, H₂SO₄ …
- Ácidos Débiles: en disolución acuosa se disocia parcialmente (HA ↔ H⁺ + A^–). CH₃COOH, HCN …
SEGÚN ÁTOMOS DE H QUE DONAN:
- Ácidos Monopróticos: capaces de donar 1 protón por molécula en la disociación. HCOOH, C₆H₅COOH
- Ácidos Dipróticos: capaces de donar 2 protones por molécula en la disociación. H₂SO₄ …
- Ácidos Polipróticos: capaces de donar más de 2 protones por molécula. H₃PO₄_…

Propiedades de los Ácidos:

Tienen sabor agrio como en el caso del ácido cítrico en la naranja y el limón.
Cambian el color del papel tornasol
Son corrosivos.
Producen quemaduras de la piel.
Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.
Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno.
Reaccionan con bases para formar una sal más agua.
Reaccionan con óxidos metálicos para formar una sal más agua.

Aplicaciones de los ácidos:

Eliminación de herrumbre y otra corrosión de los metales
Electrólitos de una batería, como el ácido sulfúrico en una batería de automóvil.
Procesamiento de minerales. Por ej. los minerales de fosfato reaccionan con ácido sulfúrico produciendo ácido fosfórico para la producción de fertilizantes
En la industria química, en reacciones de neutralización para producir sales. Por ej. el ácido nítrico reacciona con amoníaco para producir nitrato de amonio, un fertilizante.
Los ácidos carboxílicos pueden ser esterificados con alcoholes en presencia de ácido sulfúrico, para producir ésteres.
Catalizadores; por ej: el ácido sulfúrico en la alquilación para producir gasolina.
Los ácidos fuertes, como el ácido sulfúrico, fosfórico y clorhídrico, también tienen efecto en reacciones de deshidratación y condensación.
Los ácidos son usados también como aditivos en bebidas y alimentos, puesto que alteran su sabor y sirven como preservantes.

Medida de la Acidez y Basicidad:

Constante de acidez K_a: mide el grado de disociación de un ácido débil (HA ↔ A^–+H₃O⁺). K_a= [A^–]·[H₃O⁺] / [HA]
Constante de basicidad K_b :mide el grado de disociación de una base débil (B ↔ BH⁺+OH^–). K_b= ([BH⁺]·[OH^–]) / [B]
Constante de equilibrio del agua K_w: K_w= [H₃O⁺]·[OH^–] = K_a· K_b = 10^-14
El pH: pH = -log₁₀[H⁺]. Además, pH + pOH = 14
El pOH: -log₁₀[OH^–]. Además, pH + pOH = 14
pK_a: pK_a = – log10 K_a
pK_b: pK_b = – log10 K_b

Los Anfóteros:

Los Anfóteros son sustancias que pueden actuar tanto como ácidos o como bases dependiendo del medio en que se encuentren.

Las Soluciones Amortiguadoras:

Las Soluciones Amortiguadoras, Buffer o Tampón son aquellas que tienen la capacidad de mantener constante el pH al añadir cantidades pequeñas de ácidos o bases.

Ejemplos de Ácidos y Bases:

Sustancia		pH aproximado
Ácidos		0
	Drenaje minero ácido (DMA)	<1,0
	Ácido de una Batería	<1,0
	Ácido gástrico	2
	Vinagre	2,5 – 2,9
	Jugo de naranja o manzana	3,5
	Cerveza	4,5
	Café	5
	Leche	6,5
	Agua	7
Bases	Sangre	7,38 – 7,42
	Agua de mar	8
	Jabón	9,0 a 10,0
	Lejía	13
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