Ácidos
Es un término muy conocido, el ácido de las baterías de los coches es el ácido sulfúrico, el vinagre contiene ácido acético, el limón ácido cítrico.
En esta unidad se verán los ácidos inorgánicos, en general son mas fuertes que los orgánicos, el ácido sulfúrico por ejemplo daña la piel mientras que el ácido cítrico no lo hace, el ácido acético concentrado pese a ser orgánico es agresivo a la piel.
Dentro de los ácidos inorgánicos hay dos tipos los oxoácidos y los hidrácidos, pese a las diferencias tienen todos algo en común que los permite ubicar dentro de esta clasificación, todos poseen en su estructura átomos de hidrógeno que al disociarse (separarse el anión del catión) forman iones o protones hidrógeno, H+
Características generales de los ácidos
Reaccionan con algunos metales liberando hidrógeno
2 Al + 6 H Cl → 2 Al Cl3 + 3 H2
2H2+ O2→ 2H2O
- Reaccionan con los carbonatos desprendiendo dióxido de carbono, (el ácido del limón daña el mármol de las mesadas de cocina)
- Reaccionan con las bases neutralizándolas, se forma sal y agua.
- Son en general muy corrosivos y dañan la piel, la ropa y peor aun, los ojos.
Oxoácidos
Se forman por la reacción de un óxido ácido con agua.Ejemplo:
SO3 + H2O → H2 SO4 (trióxido de azufre + agua → ácido sulfúrico).
Obsérvese que en este caso el azufre actúa con su mayor estado de oxidación, + 6 y el ácido se nombra con la terminación ico.
Al disociarse se separa en el anión sulfato y protones hidrógeno según la siguiente ecuación:
H2 SO4 → SO4-2 + 2 H+
Si el ácido lleva la terminación ico, el anión la terminación ato, si el ácido lleva la terminación oso, (menor nro. de oxidación) el anión la terminación ito.
Ejemplo: para el ácido sulfuroso le corresponde el anión sulfito.
La carga o el Nro. de oxidación – 2 del anión sulfato es fácilmente deducible teniendo en cuenta los Nros. de oxidación de los elementos que lo forman, el azufre actúa con + 6 y el oxígeno con – 2 por lo tanto será:
+6 + 4 * (-2) = 6-8 = -2
El mismo razonamiento es aplicable a todos los aniones poliatómicos.
Actividad 1:Representar las reacciones de formación a partir de sus óxidos y las ecuaciones de disociación de los siguientes ácidos y nombrar los aniones:
- Ácido sulfuroso (azufre con estado de oxidación +4)
- Ácido nítrico (nitrógeno con estado de oxidación +5)
- Ácido nitroso (nitrógeno con estado de oxidación + 3)
- Ácido carbónico (carbono con estado de oxidación +4, este ácido se forma en una proporción mínima, el agua inhibe su formación ,de no ser así la soda no se podría beber).
En los casos en que los elementos pueden actuar con 4 números de oxidación, pueden formar 4 ácidos, tal es el caso del cloro que puede actuar con los números de oxidación 1, 3, 5 y 7.
( También actúa con otros nros. de oxidación pero no en estos casos) formando los siguientes ácidos:
En los 4 ácidos que se forman se utiliza la siguiente nomenclatura:
- Con número de oxidación +1 ácido hipocloroso. H Cl O
- Con número de oxidación + 3 ácido cloroso. H Cl O
- Con número de oxidación +5 ácido clórico. H Cl O3
- Con número de oxidación +7 ácido perclórico. H Cl O4
Se disocian de los siguientes modos:
H Cl O → H + + Cl O - (anión hipoclorito)
H Cl O2 → H + + Cl O2 - (anión clorito)
H Cl O3 →H + + Cl O3 - (anión clorato)
H Cl O4 → H + + Cl O4_ (anión perclorato)
En los ácidos que se forman con el fósforo se deben distinguir los siguientes casos:
El fósforo puede actuar con Nros. De oxidación +3 y +5.
En los casos en que actúa con nro. de oxidación +5, puede formar 3 ácidos distintos según reaccione con una, dos o tres moléculas de agua.
Actividad 2: completar y balancear
P2O5 + H2O → Ácido metafosfórico
P2O5 + 2 H2O → Ácido pirofosfórico (o difosfórico)
P2O5 + 3 H2O → Ácido ortofosfórico
La segunda reacción es teórica, lo que ocurre en realidad es que por calentamiento del ácido ortofosfórico, este pierde una molécula de agua formándose el ácido pirofosfórico (el prefijo piro está relacionado con calor o fuego (ejemplo: pirotecnia)
Actividad 3: representar la reacción
Ácido ortofosfórico → Ácido pirofosfórico + agua
Hidrácidos
Los hidrácidos son hidruros covalentes que al disolverse en agua adquieren carácter ácido.
H F fluoruro de hidrógeno ácido fluorhídrico.
H Cl cloruro de hidrógeno ácido clorhídrico.
H Br bromuro de hidrógeno ácido bromhídrico.
H I ioduro de hidrógeno ácido iodhídrico.
H2 S sulfuro de hidrógeno ácido sulfhídrico.
Los cuatro primeros se forman con elementos pertenecientes al grupo de los halógenos, y el último con azufre.
Obsérvese que en todos los casos se denominan con la terminación hídrico, los aniones correspondientes se denominan con la terminación uro, ejemplo Cl- anión cloruro.
Se disocian de la siguiente forma: H Cl → H+ + Cl-
Carácter ácido:
El carácter ácido está dado por la concentración de iones H+, cuanto mayor es esta, mayor el grado de acidez.
Concepto de pH
El pH - potencial hidrógeno – se define como:
pH = - logaritmo [H+]. Donde [H+] = concentración del protón hidrógeno.
El agua tiene pH = 7, es el valor de pH que se considera neutro (ni ácido ni básico).
El agua se disocia en una mínima proporción, lo hace del siguiente modo:
H2O → H+ + OH-
La concentración de protones hidrógeno: [ H+]es 0,0000001gramos por cada litro de agua (lo que equivale aproximadamente a que una de cada 500.000.000 de moléculas se disocian).
Concentración de protón hidrógeno: [H+] = 0,0000001 = 10 – 7
- Log. 10-7 = 7 de esto surge que el pH es 7.
Si se agrega un ácido, por ejemplo ácido nítrico, al disociarse aumentará la concentración de protones H+, consiguientemente aumentará la acidez.
Si con el agregado del ácido, la concentración de protones hidrógeno aumentara a
- Log. 10-2 = 2 de esto surge que el pH es 2.
Se puede observar que un valor de pH menor implica mayor acidez, los ácidos fuertes se disocian más.
pH <7>
pH = 7 (igual a 7) significa que el medio es neutro.
pH > 7 (mayor que 7) significa que el medio es alcalino.
Medición de pH
Valores de pH
Cintas para medir pH
Peachímetro El papel tornasol y el papel para medir pH sirven como indicadores del mismo (lo hacen por colores). Existen unos aparatos llamados pH-metros (se pronuncia peachímetros) que como su nombre lo indica sirven para medir el pH.
Usos de algunos ácidos
Ácido sulfúrico: refinación de aceites en la industria alimenticia, industria petrolera, industria farmacéutica, colorantes, explosivos, fertilizantes, baterías de automóviles.
Ácido nítrico:colorantes, explosivos, industria plástica, decapante en la industria metalúrgica (limpia la superficie de los metales).
Ácido ortofosfórico: tratamiento de superficies metálicas (se llama también fosfatizado y mejora la adherencia por ejemplo de una pintura), fabricación de fertilizantes, industria farmacéutica, bebidas sin alcohol.
Ácido clorhídrico: intermediario en la industria química, decapante de metales, industria textil, insecticidas, plásticos.
Ácido fluorhídrico:fabricación de gases refrigerantes, (los clorofluorcarbonados, ahora prohibidos), industria petrolera, petroquímica, fabricación de dentífricos, (es el único ácido que ataca al vidrio).
Obtención de ácido suluroso
Se coloca azufre en una cuchara a la que se expone a la llama de un mechero.
Al quemarse el azufre ocurre la siguiente reacción :
S + O 2 → SO2 se forma dióxido de azufre.
Se introduce la cuchara en un frasco que contiene agua de modo que el dióxido de azufre
quede en su interior. Luego se cierra totalmente el frasco y se lo agita. El dióxido de azufre
reacciona con el agua formando ácido sulfuroso.
SO2 + H2 O → H2 SO3
La reacción se evidencia debido a que el gas desaparece por que reaccionó con el agua y
por que si se mide el pH su valor es entre 2 y 3
