Los Acidos y Base

Los ácidos y bases. Son dos compuestos químicos que presentan características diferentes al reaccionar con otros elementos.

Basado en lo anteriormente expuesto, los ácidos al entrar en contacto con otras sustancias, liberan de iones de hidrógeno que producen una acción corrosiva.

En cambio las bases son sustancias alcalinas que adheridas a otros componentes crean iones de hidróxido generando un efecto cáustico.

Los ácidos y bases. Originan una serie de propiedades cuando intercambian sus partículas con un elemento soluble, lo que ha sido objeto de investigaciones a través de la historia.

A finales del siglo XVIII, el químico francés Lavoisier manifestó que el oxígeno era un componente indispensable para formar ácidos.

Durante 1810, el químico británico Humphry Davy afirmó que el hidrógeno también era un factor fundamental en los ácidos.

Tiempo después, se comprobó que la propiedad alcalina de las bases neutralizaba la acción del oxígeno e hidrogeno produciendo sales.

Es decir, cuando se une una base con un ácido se produce un proceso de neutralización de la actividad corrosiva.

La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos químicos consideran los ácidos como dadores de protones y las bases como aceptoras. Los procesos en los que interviene un ácido interviene también su base conjugada, que es la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales procesos se denominan reacciones ácido-base. Antes de que se conociera el comportamiento a nivel molecular de este tipo de sustancias, se reconocían por sus propiedades características. Esta idea de definir el concepto de ácido y de base indicando cómo ha de comportarse químicamente una sustancia para que pueda considerarse como miembro de una u otra familia de compuestos fue introducida por %R\OH en 1663. Posteriormente un conocimiento más preciso de las fórmulas químicas llevó a algunos investigadores, definir los ácidos por su composición molecular; sin embargo, la vieja idea de Boyle, aunque transformada con las sucesivas definiciones de ácidos y bases, sigue aún en pie.

Propedades químicas de los ácidos

Poseen un sabor agrio. Colorean de rojo el papel tornasol. El tornasol es un colorante de color violeta en disolución (tintura de tornosol) que puedecambiar de color según el grado de ácides de la disolución. Es pues un indicador. Sus disoluciones conducen a la electricidad. La cantidad de una disolución ácida como conductor depende no sólo de la concentreción de ácido, sino también de la naturaleza de éste, de modo que, a igualdad de concentración, la comparación de las conductividades de diferentes ácidos permite establecer una escala de ácidez entre ellos.

Producen efervecencia al reaccionar con carbonatos.

Desprenden gas hidrógeno cuando reaccionan en disolución con zinc o con algunos otros metales. Las bases también llamadas álcalis, en arabeal-kali significa cenizas vegetales, fueron caracterizadas, en un principio, por opocición a los ácidos. Eran sustancias que intervenian en aquellas reacciones en las que se conseguía neutralizar la acción de los ácidos. Cuando a una base se añade a una disolución ácida elimina o reduce sus propiedades características. Otras propiedades observables de las bases son las siguientes:

Tiene un sabor amargo característico
Sensación jabonosa al tacto
Al igual que los ácidos, en disolución acuosa conduce la electricidad
Colorean de azul el papel de tornosol
Reaccionan con los ácidos para formar una sal más agua
Precipitan el azufre en disoluciones de este elemento

Lavoiser (finales del siglo XVIII)

Propuso la primera teoría de ácidos: “el oxígeno es el principio acidificante, ya que convierte a elementos como C,N y S en los ácidos carbónico, nítrico o sulfúrico respectivamente. Sin embargo, DY\, a principios del siglo XIX demostró que el HCl, HBr HCN, etc eran ácidos y no contenían oxígeno. Gay Lussac (1814) llegó a la conclusión de que era el hidrógeno y no el oxígeno el principio acidificante y la sustancia común a todas las sustancias que manifestaban propiedades ácidas. Gay Lussac llegó a la conclusión también de que los ácidos y las bases no pueden definirse sino en relación mutua. Liebig (1938) extendió la idea a los ácidos orgánicos, añadiendo la observación de que el hidrógeno de los ácidos podría ser sustituido por metales y se aceptó esta definición para los ácidos. Las bases se consideraron como sustancias que al reaccionar con ácidos formaban sales, pero sin ninguna teoria que relacionarse la función base con un elemento o grupo.

Teorias del equilibrio acido base.

Teoria de Arrhenius

El concepto de ácido y base que, hoy en día sigue prevaleciendo con algunas mejoras, fue propuesto por Svante Arrhenius en 1884 como parte de otra teoría, también propuesta por él: la teoría de la ionización.. Arrhenius observó que cuando el HCI se disuelve en el agua (aq) sus moléculas se disocian en la forma: HCl = H⁺(aq) + Cl^–(aq) Este mismo comportamiento lo observó igualmente en los ácidos típicos. De acuerdo con su idea de disociación iónica, la existencia en todos los casos de iones H⁺ libres en la disolución, llevó a Arrhenius a postular que el carácter iFLGR está relacionado directamente con la capacidad de una sustancia para dar en disolución acuosa iones H⁺ . Así, afirmó que un ácido es un compuesto que en disolución acuosa produce protones y base es toda aquella sustancia que en medio acuoso se disocia dando aniones hidroxilo, ya que los hidróxidos eran las bases mejor conocidas. Según esta teoría, los ácidos contienen hidrógeno reemplazable por un metal o por un radical positivo para formas sales y las bases contiene uno o mas iones hidroxilo que pueden ser reemplazados por aniones o radicales negativos para formar sales. Según la teoría de Arrhenius, se pueden escribir los siguientes equilibrios: HA = A^–+ H⁺ BOH = B⁺+ OH^– Así: CH₃COOH = CH₃COO^–+ H⁺ Na(OH)->Na⁺+ OH^– En los ácidos fuertes la reacción estaría totalmente desplazada hacia la derecha de modo que abundarían más los iones H⁺(aq), ya que todo el AH estaría prácticamente disociado La reacción mediante la cual una base neutraliza las propiedades de un ácido recibe el nombre de QHXWUDOL]DFLyQ y se ajusta, en términos generales, a una ecuación química del tipo:

ácido + base = sal + agua Así, por ejemplo, al añadir lentejas de sosa a una disolución de ácido clorhídrico:

HCI(aq) + NaOH(s) NaCl(aq) + H2O De acuerdo con la teoría de Arrhenius, la neutralización es la unión de los protones cedidos por el ácido con los hidroxilos cedidos por la base para dar agua. H⁺+ OH^– H²O Si la concentración de base es suficiente, todos los iones H⁺ procedentes del ácido serán neutralizados por los OH^– procedentes de la base. Un exceso de base otorgará a la disolución resultante un carácter básico. Por el contrario, la existencia de iones H⁺ no neutralizados, debido a un exceso de ácido, dará lugar a que la disolución tenga carácter ácido. Esta teoría sólo es válida en medio acuoso. Esta es su principal limitación, pero por su sencillez y debido a que la mayoría de las reacciones de interés analítico se desarrollan en medio acuoso, sigue siendo muy empleada.

Las definiciones de ácido y base dadas por Arrhenius tropiezan con algunas dificultades: – el ion H⁺ en disolución acuosa no puede permanecer aislado; dado el carácter dipolar de la molécula de agua, el ion H⁺ se unirá, por lo menos, según la reacción: H²O + H + H³O⁺ Por ello, cuando se escribe H⁺ (aq), se ha de entender que el ion H⁺ está hidratado como H³O⁺. – el concepto de base de Arrhenius implica la capacidad de ceder iones OH^– a la disolución. Sin embargo, sustancias tales como el amoníaco (NH3) se comportan a todos los efectos como bases sin contener en sus moléculas iones OH^–. Así, reaccionan con el ácido clorhídrico de una forma semejante a la de los hidróxidos y en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica, presentando un comportamiento alcalino análogo en todo al característico de los hidróxidos. – las definiciones de Arrhenius se refieren únicamente a sustancias en disolución acuosa e ignoran, por tanto, la posibilidad de que existan ácidos y bases en condiciones.

De manera sencilla, los ácidos y bases son dos compuestos químicos que presentan características diferentes al reaccionar con otros elementos.

Basado en lo anteriormente expuesto, los ácidos al entrar en contacto con otras sustancias, liberan de iones de hidrógeno que producen una acción corrosiva.

En cambio las bases son sustancias alcalinas que adheridas a otros componentes crean iones de hidróxido generando un efecto cáustico.

Los ácidos y bases originan una serie de propiedades cuando intercambian sus partículas con un elemento soluble, lo que ha sido objeto de investigaciones a través de la historia.

A finales del siglo XVIII, el químico francés Lavoisier manifestó que el oxígeno era un componente indispensable para formar ácidos.

Durante 1810, el químico británico Humphry Davy afirmó que el hidrógeno también era un factor fundamental en los ácidos.

Tiempo después, se comprobó que la propiedad alcalina de las bases neutralizaba la acción del oxígeno e hidrogeno produciendo sales.

Es decir, cuando se une una base con un ácido se produce un proceso de neutralización de la actividad corrosiva.

Teorías de los ácidos y bases.

Comenzando el siglo XX, se formularon tres grandes teorías en relación al comportamiento y naturaleza de los ácidos y bases:

Arrhenius: define a los ácidos como electrolitos que contienen hidrógeno que al ser disueltos en agua producen una concentración de iones de hidrógeno, y a las bases como una sustancia que en disolución generan iones de hidróxido.

Esta teoría resultó limitada, ya que solo describía la reacción de los ácidos y bases en líquidos.

Bronsted-Lowry: precisa que los ácidos son capaces de donar protones, estando las bases aptas para recibirlos.

Esta tesis supera a la Arrhenius, debido a que permite ampliar el número de elementos con propiedades bases.

Lewis: declara que una base puede donar un par de electrones y un ácido los puede aceptar.

Con esta última teoría se amplía el concepto de las sustancias que actúan como ácidos y bases a la vez.

Propiedades y ejemplos de ácidos y bases.

Las diferentes propiedades de los ácidos son las siguientes:

Usualmente se presentan estado líquido o gaseoso, poseen un sabor amargo y tiñen de rojo los pigmentos vegetales.
Al estar ionizados son excelentes conductores de corriente eléctrica en medios acuosos.
Reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc, desprendiendo hidrógeno gaseoso.

Ejemplos de ácidos son: perclórico, nítrico, cítrico, ascórbico, clorhídrico, tartárico, sulfúrico, fluorhídrico, acético, crómico, indolácetico, desoxirribonucleico, tricarboxílico, fórmico, glucónico, láctico, benzoico, málico, entre otros.

Muchos de estos ácidos lo encontramos en alimentos como las naranjas, limones, pomelos, manzanas, productos lácteos y vinagre.

En cuanto a las particularidades de las bases se encuentran:

Tienen un sabor agrio, al tacto son resbaladizos y en presencia de ácidos protónicos forman sales y agua.
Su carácter de electrolito en disoluciones lo hacen ser buenos conductores de energía eléctrica.
Al contacto con ácidos tiene una acción neutralizante del efecto corrosivo que éstos producen.

Algunos prototipos de las bases son el hidróxido de sodio, hidróxido de calcio, hidróxido de cobre, hipoclorito de sodio, hidróxido de magnesio y carbonato de calcio.

En la vida cotidiana las bases también se encuentran en la leche de magnesia, cloro para piscinas, bicarbonato de sodio, jabones y detergentes.

Los ácidos y bases se pueden clasificar de acuerdo a su fortaleza o su debilidad, y en función a ello se emplean en diversas áreas.

Usos de ácidos y bases.

Partiendo de los supuestos anteriores, hemos visto que los ácidos y bases se encuentran en alimentos y productos que consumimos o usamos normalmente, presentándose de forma natural o como derivados de procesos industriales y químicos.

Así los ácidos suelen usarse como aditivos en alimentos, cosméticos y bebidas y catalizadores en la industria química.

En la producción de desinfectantes se utilizan los ácidos fénicos y salicílicos, y en las baterías para automóviles el sulfúrico.

El ácido nítrico es esencial en la fabricación de explosivos, fertilizantes para los cultivos y componentes para la electrónica.

Con el ácido tartárico se preparan bebidas efervescentes y sus aplicaciones alcanzan a la industria panadera y farmacéutica.

También en los procesos de obtención compuestos farmacéuticos y polímeros industriales se emplea el ácido fluorhídrico.

Aunque el ácido fosfórico promueve la descalcificación, es usado como un ingrediente para las bebidas de cola o refrescos.

Incluso, los ácidos se encuentran en su forma natural como el cítrico y ascórbico contenido en los limones, el clorhídrico segregado por el cuerpo humano en la digestión y el acético diluido en el vinagre.

En relación a las bases, el hidróxido de sodio es empleado a nivel industrial para la fabricación de detergentes domésticos, productos de higiene corporal como el jabón, y la elaboración de pulpa para el papel.

Los hidróxidos como el litio se utilizan en la producción de grasas lubricantes, y el potasio en jabones suaves.

Igualmente el hidróxido de amonio se emplea como limpiador de drenajes y el de calcio combate la sarna de mascotas.