Propiedades de ácidos y bases
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El documento describe las propiedades de los ácidos y las bases según las teorías de Arrhenius, Bronsted-Lowry y Lewis. Según Arrhenius, los ácidos producen iones hidronio y las bases producen iones hidroxilo en solución acuosa. La neutralización entre ácidos y bases forma sales y agua. Según Bronsted-Lowry y Lewis, las definiciones de ácidos y bases se amplían para incluir otras especies capaces de donar o aceptar protones o electrones.
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- 1. PRPOPIEDADES DE LOS ÁCIDOS Y LAS BASES COLEGIO JORGE MANTILLA ORTEGA PROFESOR: Lic. Vicente Sarango Año: 2014 Quito- Ecuador
- 2. Arrhenius Svante August Arrhenius (1859-1927) fue un químico suizo que estudiaba en la escuela para graduados. Nació cerca de Uppsala, estudió en la Universidad de Uppsala y se doctoró el año 1884
- 3. Diferencias entre ácidos y bases, según Arrhenius ACIDOS BASES Tienen un sabor agrio si se diluyen los suficiente para poderse probar. Tienen un sabor amargo. Producen iones hidrógeno (H+) en solución acuosa Producen iones hidroxilo (OH) en solución acuosa. Hacen que el papel tornasol cambie de azul a rojo. Hacen que el papel tornasol cambie de rojo a azul. Reaccionan con los metales activos como el magnesio, zinc y hierro produciendo hidrógeno gaseoso, H2 (g). Reaccionan con lo ácidos formando agua y sales.
- 4. Ácidos según Arrhenius HCl(ac) H+ Cl-+
- 5. Bases según Arrhenius NaOH(ac) Na+ (OH)-+
- 6. Neutralización entre bases y sales • Cuando una base una sal se juntan forman una sal y agua, esta reacción se conoce como neutralización.
- 7. Neutralización entre bases y ácidos HCl NaCl H2O++ NaOH Ácidos (ácido clorhídrico) Bases (hidróxido de sodio) Sal (cloruro de sodio) Agua
- 8. Neutralización entre bases y sales • En la actualidad se sabe que los iones de hidrógeno no existen de forma simple cuando están en una solución acuosa. Cuando un átomo de hidrógeno pierde su único electrón queda el núcleo con su único protón, el cual es demasiado reactivo para existir como un ion estable por lo que se forman protones hidratados como H3 O(+) los que se conoce como iones hidronio
- 10. Diferencias entre ácidos y bases, según Bronsted y Lowry ACIDOS BASES Un ácido es una sustancia donadora de protones Es una sustancia receptora de protones En función de esta definición el agua es un compuesto que puede actuar como ácido o como base por lo que el agua es una sustancia anfiprótica las Sustancias anfipróticas son aquellas que, dependiendo de su entorno de reacción pueden actuar como ácido o como base. El ejemplo mas clásico es el ion carbonato (HCO3-)
- 11. Ácidos y bases según Bronsted y Lowry HCl(ac) (H3O)+ Cl- (ac)(ac)++ H2O (l) Ácido Dona protones Bases Recibe protones + +
- 12. Según Bronsted y Lowry • Se incluyen otras especies que tienen la capacidad de donar o aceptar un protón. NH3 (ac) (NH4)+ OH- (ac)(ac)++ H2O (l) Base recibe protones Ácido dona protones + +
- 13. Ácidos y bases: Bronsted y Lowry Las definiciones de ácidos y bases según Bronsted y Lowry se basan en una reacción en donde la sustancia que dona un protón es un ácido y aquella que recibe es una base. Esto da origen a que un ácido genere una base, la cual es un ácido sin su protón, y de la misma manera una base al recibir un protón genere una sustancia que tendrá la capacidad de donar un protón actuando como ácido. Estas parejas se denominan pares conjugados acido-bases.
- 14. HCl(ac) (H3O)+ Cl- (ac)(ac)++ H2O (l) Ácido Dona protones Bases Recibe protones + + Ácido puede donar protones Bases Recibe protones Par ácido base conjugado Par ácido base conjugado
- 15. Ácidos y bases: Bronsted y Lowry Desde el punto de vista de la Física, los ácidos al donar protones se quedan con iones negativos y las bases al recibir protones se quedan con iones positivos.
- 16. Ácidos y bases según Lewis ACIDOS BASES Un ácido es una sustancia capaz de aceptar y compartir un par de electrones Es una sustancia capaz de donar y compartir electrones En el ejemplo puedes observar como el amoniaco (NH3) que actúa como base dona el par de electrones solitarios del nitrógeno al trifluoruro de de boro (BF3) el cual al aceptar el par de electrones actúa como ácido B Ácido + H H H Base
- 17. TIPOS DE ÁCIDOS 1.- Dependiendo del número de iones de hidronio (H3O)+ que un ácido puede donar, los ácidos pueden ser: Monopróticos Dipróticos Polipróticos 2.- Dependiendo de su capacidad de ionización: Fuertes Débiles
- 18. Ejemplos de ácidos MONOPRÓTICOS DIPRÓTICOS POLIPRÓTICOS Tienen un átomo de H en su estructura molecular Tienen dos átomos de H en su estructura molecular Tienen tres o más átomos de H en su estructura molecular Ácido clorhídrico HCl Ácido nítrico HNO3 Ácido sulfúrico H2SO4 Ácido Carbónico H2CO3 Ácido fosfórico H3PO4
- 19. Ácidos: fuertes y débiles La capacidad de ionizarse tanto ácidos como bases, determina si son fuertes o débiles Ácidos fuertes: se ionizan totalmente en agua, es decir donan todos sus protones. Ácidos Débiles: se ionizan parcialmente o en una proporción baja. Este proceso da origen a una reacción de equilibrio, que se reconoce por la presencia de una doble flecha. En la ecuación química de formación.
- 20. Ejemplos de ácidos fuertes HCl(ac) H+ Cl-+ El ácido clorhídrico es un ácido fuerte, cuando se encuentra disuelto en agua se ioniza totalmente obteniendo iones hidronio y iones cloruro
- 21. Ejemplos de ácidos débiles CH3COOH (ac) H+ (CH3COO)- + El ácido etanoico es un ácido débil, cuando está disuelto en agua produce pocos iones hidronio y iones acetatos. Es una reacción que se encuentra en equilibrio, sin embargo hay una mayor proporción de ácido etanoico, lo cual indica la flecha
- 22. Ejemplos de ácidos fuertes Acido clorhídrico HCl Ácido Bromhidríco HBr Ácido yodhídrico HI Ácido sulfúrico H2SO4 Ácido nítrico HNO3 Ácido perclórico HClO4
- 23. Bases: fuertes y débiles La capacidad de ionizarse tanto ácidos como bases, determina si son fuertes o débiles Bases fuertes: se ionizan casi totalmente en agua, es decir producen iones hidroxilo (OH)-. Ácidos Débiles: se ionizan parcialmente en agua
- 24. Bases: fuertes Todas los hidróxidos que se forman con los metales del grupo 1 (familia 1. A) y los hidróxidos del Ca, Sr y Ba son fuertes. Como podrás observar en el gráfico. NaOH (ac) Na+ (ac) (OH)- (ac)+ Ion sodio El hidróxido de sodio es una base fuerte, que cuando está disuelta en agua forma iones de sodio y iones hidroxilo Base Ion hidroxilo
- 25. Bases: Débiles El hidróxido de magnesio es una base débil, es poco soluble en agua y se usa como principio activo de los medicamentos antiácidos conocidos como leche magnesia. Debido a su escasa ionización es muy seguro ingerirlo. Mg(OH)2 (ac) Mg++ (ac) 2(OH)- (ac)+ Ion magnesio Base Dos iones hidroxilo
- 26. Bases: Débiles El amoniaco acuoso NH3 (ac) es una base débil se ioniza solo el 1 % y tiene un olor muy característico. NH3 (NH4)+ (OH)- + Ion amonio Base ion hidroxilo + H2O
- 27. Reacciones de los ácidos Los ácidos presentan algunas reacciones características siguientes: 1.- Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. 2.- Reacciones con carbonatos y bicarbonatos 3.- Reacción con los óxidos metálicos 4.- Reacciones con los sulfuros metálicos 5.- Reacciones con las bases
- 28. 1.- Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. Zn(s) H2 (g) ZnCl2 (ac)+ Hidrógeno gaseoso Metal activo Sal + 2HCl (ac) Los ácidos reaccionan con metales activos, es decir con los metales situados por encima del hidrógeno en la serie de actividad de los metales (ver tabla).la reacción produce hidrógeno gaseoso y una sal constituida por el catión metal y el anión del ácido. Ácido
- 29. 1.- Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. Este tipo de reacciones son muy utilizadas en procesos de obtención y tratamiento de metales. Así como, en la producción de aleaciones para evitar reacciones de corrosión.
- 30. 2.- Reacciones con carbonatos y bicarbonatos. CaCO 3 CO2 (g) CaCl2 (ac)+ Dióxido de carbono Carbonato Sal +2HCl (ac) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos desprendiendo CO2 gaseoso, formando una sal y agua. Ácido + H2O Agua Carbonatos
- 31. 3.- Reacciones con carbonatos y bicarbonatos. NaHCO3 CO2 (g) NaCl2 (ac)+ Dióxido de carbono Bicarbonato Sal + HCl (ac) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos desprendiendo CO2 gaseoso, formando una sal y agua. Ácido + H2O Agua Bicarbonatos
- 32. 4.- Reacciones con óxidos metálicos 2HCl (ac) CaCl2 (ac) + Ácido Sal + CaO (S) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los óxidos metálicos formando una sal y agua. Óxido H2O Agua
- 33. 5.- Reacciones de lo ácidos con los sulfuros metálicos H2SO4 (ac) H2S (g) + Ácido Sulfuro de hidrógeno + FeS Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los sulfuros metálicos produciendo sulfuro de hidrógeno gaseoso una sal. Sulfuro FeSO4 Sal
- 34. 5.- Reacciones de lo ácidos con los sulfuros metálicos El sulfuro metálico es un gas de olor a huevo podrido, se encuentra de forma natural en el petróleo, los gases provenientes de los volcanes y en las aguas termales. También se produce por la descomposición anaeróbica de restos orgánicos, por lo que comúnmente se llaman gases de alcantarilla
- 35. Reacciones de las bases Las bases presentan algunas reacciones características: 1.- Reacciones de bases fuertes con metales anfóteros. 2.- Reacciones de las bases con sales de los metales de transición 3.- Reacción de obtención de amoniaco a partir de sales de amonio 4.- Reacciones hidróxidos anfóteros con ácidos y bases
- 36. 1.- Reacciones de bases fuertes con metales anfóteros 2Al (s) 2NaAl(OH)4 (ac) Metal anfótero Hidróxido + 2NaOH (S) Los metales anfóteros reaccionan con las bases fuertes y forman hidrógeno gaseoso. Bases fuertes + 3H2 (g) Hidrógeno gaseoso + 6H2O
- 37. 2.- Reacciones de las bases con sales de los metales de transición 3Ca(OH)2 2Cr(OH)3 (s) Base Hidróxido insoluble del metal de transición + 2CrCl3 Cuando las bases reaccionan con sales de metales de transición que se solubilizan en agua, generan como producto hidróxidos insolubles del metal de transición y una sal soluble Sal soluble del metal de transición + 3CaCl2 (ac) Sal soluble
- 38. 3.- Reacción de obtención de amoniaco a partir de sales de amonio NH4Cl (s) NaCl (s) Sal de amonio Sal + NaOH (ac) Cuando los hidróxidos alcalinos se combinan con sales de amonio, se desprende amoniaco en forma de gas , el cual es muy soluble en agua. Hidróxido alcalino NH3 (g)/(AC) Amoniaco gaseoso + H2O (l) +
- 39. AUTOEVALUACIÓN
- 40. 1. Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente HNO3 libera iones de H+, en solución, entonces es: a) Es una sal b) Es un ácido c) Es una base
- 41. 2. Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente Ba(OH)2 libera iones hidroxilo (OH)-, en solución, entonces es: a) Es una sal b) Es un ácido c) Es una base d) Ninguna
- 42. 3. Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente CaCl2 se forma durante la neutralización del ácido clorhídrico HCl con el hidróxido de calcio Ca(OH)2 entonces es: a) Es un ácido b) Es una sal c) Es una base d) Ninguna
- 43. 4. El propano C3H8 tiene átomos de hidrógeno unidos al carbono con enlaces covalentes, entonces es: a) Es un ácido b) Es una sal c) Es una base d) Ninguna
- 44. 5. Indica la fórmula y clasifica como ácido fuerte o débil y como ácido orgánico o inorgánico. COMPUESTO FÓRMULA FUERZA RELATIVA DEL ÁCIDO ORGÁNICO O INORGÁNICO ÁCIDO ACÉTICO ÁCIDO BÓRICO ÁCIDO NÍTRICO CH3COOH H3BO3 HNO3 DÉBIL DÉBIL FUERTE INORGÁNICO INORGÁNICO ORGÁNICO
- 45. 6. Por qué se puede ingerir Mg(OH)2 saturado (una suspensión de Mg(OH)2 en agua como antiácido llamado leche magnesia, que tiene una concentración pequeña de iones (OH)- ) a) El hidróxido de Mg(OH)2 es muy soluble en agua b) El hidróxido de Mg(OH)2 es poco soluble en agua c) Es una sal d) Ninguna
- 46. 7. Por qué el NaOH nunca se emplea como antiácido?, esta sustancia provoca grandes quemaduras y daños a los tejidos, (sus soluciones tienen concentraciones grandes de iones (OH)- ) a) El hidróxido de Mg(OH)2 es muy soluble en agua b) El hidróxido de Mg(OH)2 es poco soluble en agua c) Es una sal d) Ninguna
- 47. 8. En reacciones de los ácidos escribe una ecuación química balanceada de: hidrógeno carbonato de sodio con ácido acético CH3COOH (del vinagre) NaHCO3 CH3COOH (ac) NaCH3COO (ac) H2O CO2+ + +
- 48. 9. Por qué algunas sustancias como el hidróxido de zinc y aluminio se llaman anfóteras? Porque: a) Reaccionan solo como ácidos b) Reaccionan solo como bases c) Reaccionan como bases y ácidos d) Reaccionan como bases y sales
- 49. 10. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El agua actúa como ácido. ¿Cuál es su base conjugada? Si pierde un protón. a) La base conjugada es H+ b) La base conjugada es (OH)- c) No tiene base conjugada.
- 50. 11. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El agua actúa como base. ¿Cuál es su ácido conjugado? Si acepta un protón. a) El ácido conjugado es H+ b) El ácido conjugado es H+ c) El ácido conjugado es (H3O)+ d) No tiene ácidos conjugados
- 51. 12. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO3)- actúa como ácido. ¿Cuál es su base conjugada? Si dona un protón. a) La base conjugada es (CO3)2- b) La base conjugada es (CO2)2- c) La base conjugada es (CO3)- d) No tiene bases conjugadas
- 52. 13. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO3)- actúa como base. ¿Cuál es su ácido conjugado? Si recibe un protón. a) El ácido conjugado es (CO4) - b) El ácido conjugado es H2 CO3 c) El ácido conjugado es (CO3)- d) No tiene bases conjugadas
- 53. 14. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO3)- y el H2O. ¿Cómo se comportan? Si recibe y pierden a la vez un protones?. a) Son anfipróticos b) Son solo bases conjugadas c) Son solo ácidos conjugados d) No tiene bases conjugadas
- 54. 15. Qué teoría se acerca cuando una ácido recibe un par de electrones y las bases donan par de electrones?. La teoría es de: a) Teoría de Arrhenius b) Teoría de Lewis c) Teoría de Bronsted y Lowry d) Ninguna.
- 55. 16. Qué teoría se acerca cuando un ácido produce iones de hidrógeno H+ y las bases producen iones hidroxilo (OH)- ?. La teoría es de: a) Teoría de Arrhenius b) Teoría de Lewis c) Teoría de Bronsted y Lowry d) Ninguna.
- 56. 17. Qué teoría se acerca cuando un ácido dona protones ion hidrógeno H+ y las bases recepta protones iones ion hidrógeno H+ ?. La teoría es de: a) Teoría de Arrhenius b) Teoría de Lewis c) Teoría de Bronsted y Lowry d) Ninguna.
- 57. BIBLIOGRAFÍA • Villalba, Ana, et. Al. (2013). Física y Química. Quito, Norma, p. 116-p. 124 • De la Fuente, José. (2000). Química General. Lima. San Marcos, p. 319-p. 324 • Garzón, Guillermo. (2000). Fundamentos de Química General. México, McGRAW-HILL, p. 256-p. 283 • Ralph A. Burns. (2003). Fundamentos de Química. México, Pearson Educación, p. 469-p.506 • Collantes, Rolando. (2001). Mil Problemas de Química. Lima, San Marcos, p. 321-p. 345 • http://html.rincondelvago.com/acidos-y-bases_teorias-de-arrhenius- lowry-y-lewis.html • www.profesorenlinea.com • www.monografías.com • www.wikimedia.com