Conceptos ácido-base Definición de Arrehenius Toda sustancia que cede H+ es ácida Toda sustancia que cede OH- es básica Definición de Bronsted- Lowery.

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1 Conceptos ácido-base Definición de Arrehenius Toda sustancia que cede H+ es ácida Toda sustancia que cede OH- es básica Definición de Bronsted- Lowery En 1923 estos dos investigadores sugireron que ácidos son donadores de protones y bases aceptores de protones

2 2H 2 O H 3 O + + OH - Disolvente ácido base NH 4 + + S = NH 3 + HS - Acido 1 base 2 base1 ácido 2 Sistemas conjugados Esta definición se aplica a todos los disolventes protonados Definición de Lux y Flood Desarrollada para la química de materiales sólidos. Base es un donador de óxidos Ácido un aceptor de óxidos CaO + SiO2CaSiO3 Base ácido

3 Definición de Lewis En 1923 Lewis propuso que Ácido es un aceptor de un par de electrones Base es un donador de un par de electrones Se forman aductos R3N + BF3 R3NBF3 Base acido sal

4 Definición con base en el sistema disolvente Ácido es una especie que incrementa la concentración del catión característico del disolvente Base es la especie que incrementa la concentración característica del anión del disolvente Disolvente H 2 O Catión característico H 2 O+ Anión característico OH - H 2 O + HClO 4 H 3 O + + ClO 4 - NH 3 + HClO 4 NH 4 + + ClO 4 - Permite tratar cualquier disolvente en forma análoga al agua.

5 Un concepto general de acidez y basicidad Ácido es un carácter positivo de una especie química que decrece durante una reacción Base es un carácter negativo de una especie química que decrece durante una reacción Los óxidos de metales son básicos (enlace ionico) Los óxidos de no metales son ácidos (enlace covalente) Los metales muy polarizantes que imparten carácter covalente a los compuestos ionicos son ánfoteros

6 Al 3 + 3+ Solución ácida 3- Al 3 + H 2+ Al 3 + H 1+ Al 3 + H 0 Solución neutra (insoluble) Al 3 + H 1-1- Solución básica Al 3 + H 2-2- H Hidrógeno Oxígeno Al(OH) 6 3 - Al(H 2 O)(OH) 5 2 - Al(H 2 O) 2 (OH) 4 1 - Al(H 2 O) 3 (OH) 3 Al(H 2 O) 4 (OH) 2 1+ Al(H 2 O) 5 (OH) 2+ Al(H 2 O) 6 3+

7 O 2 - Na+ H H O H H O 2 - Na+ ion óxido ion sodio H O Na+ H O H O H O H O H O O H H O H H H + ion hidróxido 2 -

8 PCl 3 + 6H 2 OP(OH) 3 + 3H 3 O+ + 3Cl- La basicidad de las aminas Amoniaco es básico Trifluoruro de nitrógeno no es básico N H H H N F F F

9 N H H H N CH3

10 Acidez de los óxi-ácidos Cl O O O O H O O OH O OH O H

11 O O O OH Mn O O O OH

12 C H H H COH O C Cl COH O pKa= 8.0 – 9.0 m + 4.0 n m= carga formal de X, n = b-a HaXOb

13 Efectos estéricos sobre la acidez o basicidad N S S S N S S S N

14 No hay una medida universalmente satisfactoria para medir la fuerza de ácidos y bases que sea aplicable a cualquier sistema En disolventes protónicos como el agua, se pueden utilizar las constantes de ionización, pero pero los efectos de la solvatación pueden sesgar los resultados. También se puede utilizar las pKa pero no sirve para medir ácidos muy fuertes.

15 Medida de la fuerza ácido-base Afinidad protónica B + H+ (g) BH+ (g) Se obtiene utilizando espectroscopia de resonancia de ion ciclotrón, que mide la competencia de 2 bases por un protón en fase gaseosa, evitando los efectos de solvatación

16 Drago y Wayland han propuesto dos prarametros para expresar la fuerza de ácidos y bases: -  H= EaEb +CaCb, donde  H es la entalpia de formación del aducto de Lewis. EaEb son parámetros característicos del ácido y CaCb de la base Acidos suaves y duros En la química de coordinación se observaron ciertas tendencias en la estabiliad de los complejos metálicos. Uno de las correlaciones fue la serie de estabilidad de Irvin-Williams. Para un ligante dado la estabilidad de los complejos con metales es como sigue:

17 Ba2+ Zn2+ Esta tendencia se debe enparte a que decrece el tamaño y en parte a los efectos de campo ligante Otras observaciones señalan que ciertos ligantes prefieren a al Al 3+, o Ti 4+ mientras que otros a Ag+, Hg2+ y Pt2+ De acurdo a las preferencias se clasificaron en dos grupos

18 Tendiencia a formar complejos con metales clase a N >>P>As>Sb O>>S>Se>Te F>Cl>Br>I Tendencia a formar complejos con metales tipo b N As>Sb O<<S<Se  Te F<Cl<Br<I

19 Por ejemplo, las fosfinas y tioeteres tienen mayor tendencia a coordinarse con Hg2+, Pt 2+ Mientras que el F, agua y aminas prefieren al Be2+, Ti4+ Pearson sugirió los terminos duro y suave para describir a los metales de las clases a y b respectivamente. Esto es un ácido duro es un metal del grupo a y una base dura es cualquier anión que le gusten los metales tipo a Generalizando: Ácidos duraos prefieren bases duras y ácidos blandos prefieren bases blandas

20 No polarizante con no polarizable Intereacción tipo ion-ion Polarizante con polarizable Interacción con carácter covalente. Las interacciones duro-duro y suave suave, deen ser claramente distinguidas del carácter ácido-base Por ejemplo OH- y F- son bases duras y SO 3 2- y Et33P son bases suaves. SO 3 2- + HFHSO 3 - + F - Base blanda + duro-duroDuro-blando

21 CH 3 HgF + HSO 3 -CH 3 HgSO 3 - + HF Blando-duro Duro-blando Blando-blando Duro-duro