Características químicas de ácidos y bases

Ácidos Podemos caracterizar a los ácidos a partir de tres hipótesis, las cuales se complementan entre sí. • Arrhenius → Propone que los ácidos son sustancias capaces de ceder iones H+ en disolución acuosa (HCl, H2SO4). • Brönsted y Lowry → Propone que los ácidos son aquellas sustancias capaces de ceder protones a la disolución (H3PO4, H2S). • Lewis → Propone que corresponden a ácidos todas aquellas sustancias capaces de captar electrones (Ca2+, Na+). Las tres hipótesis son válidas en la actualidad.

Bases Podemos caracterizar a las bases a partir de las mismas tres hipótesis ya desarrolladas. • Arrhenius → Propone que las bases son sustancias capaces de ceder iones OH– en disolución acuosa (NaOH, Al(OH)3). • Brönsted y Lowry → Propone que las bases son aquellas sustancias capaces de captar protones desde la disolución (H2PO4–, HS–). • Lewis → Propone que corresponden a bases todas aquellas sustancias capaces de ceder electrones (S2–, Cl–, O2–). Las tres hipótesis son válidas en la actualidad.

Medida de la acidez y basicidad Es posible, medir la acidez o basicidad de una entidad, experimentalmente, a través de un instrumento llamado peachímetro, o bien, utilizando papeles o disoluciones indicadoras. El término usado para dicha medición, es el pH, y es una escala propuesta por el investigador Sörensen. El rango de medición fluctúa entre 0 y 14 y, se define a través del logaritmo de la concentración molar del ión hidrógeno: pH = −log [H+]

También se puede aplicar a la concentración de OH–, a la constante de acidez y basicidad del agua, dando: pOH = −log [OH−]

La escala de pH distingue tres zonas: Zona pH Relación ácida 0 a 6.9 [H+] > [OH–] neutra 7 [H+] = [OH–] básica 7.1 a 14 [H+] < [OH–]

Vemos que tanto la zona ácida como la básica tienen un rango y que la zona neutra tiene un solo valor. Por lo tanto, cada ácido presentado: ácido fuerte y débil y cada base presentada: base fuerte y débil, tendrán su pH característico y la forma de calcularlo varía para cada caso.

Se observa que si la concentración de H+ va disminuyendo, la de OH– va aumentando. El producto iónico del agua, por ser constante, no puede variar. La zona neutra corresponde a un solo punto, las otras zonas tienen un rango. Por lo tanto, no será difícil establecer una concentración en función de la otra.

Relación entre pH y pOH Esta relación surge del producto iónico del agua, el cual relaciona la concentración del ión hidrógeno y el ión hidroxilo y se expresa: Kw = [H+] ⋅ [OH-] = 1,0 x 10-14 Al aplicar logaritmo a esta expresión se obtiene: Kw = [H+] ⋅ [OH-] / ⋅ log log Kw = log [H+] + log [OH-] Como sabemos que: log Kw = - pKw log [H+] = - pH log [OH-] = - pOH

reemplazando y multiplicando por -1, se obtiene : pKw = pH + pOH Por último, tenemos 14 = pH + pOH

Con esta expresión podemos relacionar al pOH y las zonas ácidas, neutras y básicas. Zona pOH

y relacionando pH y pOH se logra: Ejercicios pagina 215 A medida que aumenta el pH, el pOH va disminuyendo y viceversa. Sin embargo, siempre la suma de ambos debe ser 14.

Preguntas 1. El HCl y CH3COOH tienen propiedades ácidas por la presencia del en su estructura. A) ión H+. B) Anión H-. C) grupo hidroxilo D) radical halogénico. E) electrón. Alternativa: A. Habilidad: Reconocimiento. Defensa: Tanto los ácidos inorgánicos (HCl) como los orgánicos (CH3 COOH) se caracterizan por tener protones (H+) en su estructura, los cuales son los responsables de conferirles el carácter ácido.

2. El pH de una solución de HCl 0,1 M es: A) 0,1 B) 1 C) 1,1 D) 10 E) 11 Alternativa: B. Habilidad: Aplicación. Defensa: El pH de una sustancia se puede calcular conociendo la concentración molar de los iones H+ que cede al medio, la definición matemática del pH = -log [H+], lo que resulta: pH = - log 0,1 pH = - log 10-1 pH = 1, la sustancia es de naturaleza ácida.

3. El pH 8,2 es considerado un pH: A) Ligeramente ácido 3. El pH 8,2 es considerado un pH: A) Ligeramente ácido. B) Básico fuerte. C) Neutro. D) Fuertemente ácido. E) Ligeramente alcalino. Alternativa: E. Habilidad: Reconocimiento. Defensa: La escala de pH presenta el rango de 0 a 14, siendo el pH 7 la neutralidad absoluta, además, se distinguen tres zona; una ácida (entre 0 y 6,7), una neutra (entre 6,8 y 7,2) y una básica o alcalina (entre 7,3 y 14). De acuerdo con esto, un valor de pH = 8,2 se considera ligeramente alcalino.