1. Definición y ejemplos: 2. Los hidrácidos 3. Los oxoácidos 4. Nomenclatura de los oxoácidos y sus aniones:
- teoría atómica de ARRHENIUS
Dicha teoría expresa que cuando un electrólito se disuelve en agua, se ioniza. La ionización, también llamada disociación electrolítica, consiste en la liberación de los iones preexistentes en el compuesto iónico.
Por ejemplo, si AB representa la fórmula del electrólito, la ionización se expresa con la ecuación:
AB = A- + B+
La terminología creada por ARRHENIUS subsiste:
Anión es el ión cargado negativamente: A-
Catión es el ión cargado positivamente: B+
- grado de ionización
En la ionización pueden presentarse dos alternativas:
Hay electrolitos que, disueltos en agua, ionizan casi totalmente. Los iones liberados no se unen y permanecen separados. Esta carácterística se pone en evidencia dibujando la flecha de izquierda a derecha de mayor longitud que la opuesta:
AB = A- + B+
Otros, por el contrario, se ionizan escasmente. Predomina la asociación de iones sobre la ionización:
XY = X- + Y+
- electrólitos: fuertes y débiles;
Los electrólitos se clasifican en fuertes y débiles.
Un electrólito fuerte está muy ionizado
Un electrólito débil está poco ionizado
En un electrólito fuerte, que está casi totalmente ionizado, quedan pocas moléculas no ionizadas en contacto en sus respectivos iones.
En un electólito débil, poco ionizado, hay escasos iones en contacto con las moléculas no ionizadas.
Para distinguir electrólitos fuertes de electrólitos débiles se estableción un grado de ionización. Se lo determina con dos datos numéricos:
- n, número de moles disueltos, calculado mediante el cociente entre la masa y el mol del soluto: n = m/M,
- n i número de moles ionizados, cuando la sustancia se disuelve en agua.
El grado de ionización a , queda definido por el cociente entre el número de moles ionizado y el número de moles disuelto.
El grado de ionización es un número comprendido entre 0 y
Muchas veces, para su mejor entendimiento, se lo multiplica por 100, espresándolo como porcentaje.
Siempre se cumple la relación:
Porque si n i = n, la ionización sería total, lo cual nunca ocurre.
Ejemplo:
Si se disuelven 8 moles y se ionizan 7:
Porque si n i = 0 , no hay ionización.
Cuando se disuelven 8 moles y solamente ioniza uno:
En los electrólitos fuertes, el grado de ionización se aproxima a su valor máximo:
O bien: a à 100 %
En los electrólitos débiles, el grado de ionización es muy bajo; simbólicamente, tiende a cero:
a à 0 %
- catión hidronio;
Mecanismo de ionización del agua:
- El átomo de oxígeno, fuertemente electronegativo, ocupa el centro de la molécula del agua, angular y polarizada.
- Las cargas parciales negativas de una molécula atraen electrostáticamente a las positivas de la otra.
- Una fuerza atractiva arranca un catión hidrógeno de una molécula y lo acerca a la otra.
– En el H + hay un orbital 1s vacío, capaz de alojar un par de electrones, aportados por el átomo de oxígeno. Así se constituye un enlace covalente coordinado, engendrado una nueva entidad: el catión hidronio.
El catión hidronio está formado por un catión hidrógeno combinado con una molécula de agua.
H + + H 2 O = H 3 O
La estructura del catión hidronio se refleja en los diagramas de puntos y de rayas. En el espacio, la molécula de agua queda insertada dentro de un tetraedro imaginario. El catión hidrógeno coordinado se ubica en un vértice. Desde luego, su carga positiva se comunica a toda la agrupación.
- propiedades de ácidos y bases;
• Las soluciones ácidas tienen sabor "ácido", degustable sin riesgos en el vinagre, que contiene ácido acético; el limón, con ácido cítrico y la leche, con ácido láctico
• Las soluciones básicas concentradas son cáusticas: afectan la piel como si la quemaran.
Ácidos y bases actúan sobre los indicadores, virando su coloración.
Muchos ácidos reaccionan con metales comunes:
Fe, Al, Zn, Mg, Sn
Desprendiéndose hidrógeno gaseoso, inflamable:
H 2 (g)
Tanto los ácidos como las bases son electrólitos: sustancias que cuando se disuelven en agua se ionizan, y, por lo tanto, conducen la corriente eléctrica.
- ácidos y bases, según ARRHENIUS;
La teoría iónica de ARRHENIUS define conceptualmente a ácidos y bases:
• Ácido es una sustancia que, disuelta en agua, da cationes de hidrógeno.
Anión + H+
• Base es una sustancia que, disuelta en agua, da aniones de oxhidrilo.
Catión + OH-
- ácidos y bases según BRÖNSTED;
De acuerdo con BRÖNSTED, basta considerar un solo elemento, el catión de hidrógeno.
- Un ácido suministra cationes de hidrógeno: H +.
- Una base acepta cationes de hidrógeno: H +.
BRÖNSTED no niega la existencia de los aniones de oxidrilo, pero les quita participación en las definiciones.
¿Por qué el coruro de hidrógeno gaseoso: ClH(g) , disuelto en agua, se transforma en ácido clorhídrico?
El cloruro de hidrógeno es un "ácido de
BRÖNSTED" y cede catión hidrógeno:
Este catión hidrógeno puede ser aceptado
por una molécula de agua, que –cuando
lo coordina- se convierte en catión hidronio:
Las dos ecuaciones pueden sumarse miem-
bro a miembro: el catión hidrógeno produ-
cido en la primera se consume en la segunda:
La misma idea es aplicable a otros ácidos.
H2O = H+ + OH-
NH3(g) + H+ = NH+4
Amoníaco catión amonio
La suma de ambas ecuaciones da:
El anión oxhidrilo, derivado de esta reacción, confiere las propiedades básicas a la solución amoniacal. La asociación del catión amonio con el anión oxhidrilo -invirtiendo la ionización- origina el hidróxido de amonio.
NH+4 + OH- = NH4OH
Hidróxido de
amonio
El agua es anfótera, cuando reacciona con cloruro de hidrógeno acepta cationes de hidrógeno: actúa como una "base de BRÖNSTED" , y cuando reacciona con amoníaco, le cede un catión hidrógeno: es un "ácido de BRÖNSTED"`.
- hidrácidos, oxoácidos e hidróxidos;
Las propiedades ácidas solamente se manfiestan en soluciones acuosas.
Son los cationes de hidrógeno: H+ – o el hidronio: H3O, si se da participación al agua- y no a la molécula no ionizada, quienes confieren la acidez a la solución:
SH2(g) + 2 H2O = S-2 + 2 H3O +
Consecuentemente:
En una solución ácida hay cationes de hidrógeno, acompañados por sus respectivos aniones.
Los ácidos más simples son los hidrácidos, formados por los compuestos binarios del azufre y los halógenos con el hidrógeno. La nomenclatura diferencia las sustancias gaseosas de sus soluciones ácidas.
Hídrico es la terminación común a todos los nombres de los hidrácidos, cuyos respectivos aniones concluyen en uro.
Compuestos covalentes: | Hidrácido |
| Anión | |
FH(g) | Fluoruro | FH(aq) | Ácido fluorhídrico | F- fluoruro |
ClH(g) | Cloruro de | ClH(aq) | Ácido clorhídrico | Cl- cloruro |
BrH(g) | Bromuro hidrógeno | BrH(aq) | Ácido bromhídrico | Br- bromuro |
IH(g) | Ioduro | IH(aq) | Ácido iodhídrico | I- ioduro |
SH2(g) | Sulfuro | SH2(aq) | Ácido sulfhídrico | S-2 sulfuro |
Los oxoácidos son ácidos de composición más complicada. Sus elementos componentes son tres:
Además, casi siempre, se obtienen por combinación de un óxido ácido con agua.
Todos los oxoácidos disueltos en agua ionizan, dando cationes hidrógeno.
SO3H2 = SO3 –2 + 2H+
Ácido anión
Sulfuroso sulfito
SO4H2 = SO4 –2 + 2H+
Ácido anión
Sulfúrico sufato
De las anteriores ecuaciones de ionización resulta que:
- Cuando la molécula del oxoácido ioniza, da un anión y cationes hidrógeno.
- La cantidad de cationes hidrógeno es numéricamente igual a la carga iónica del anión.
- Los oxoaniones están constituidos por átomo de no-metal, unido por covalencias –comunes y de coordinación– con átomos de oxígeno.
- Se necesitan reglas para denominar los oxoaniones: aniones oxigenados, derivados de los oxoácidos.
4. Nomenclatura de los oxoácidos y sus aniones:
Los nombres de los oxoácidos y sus respectivos aniones se derivan de los óxidos-ácidos y de los números de oxidación del elemento no metálico. Se presentan tres casos principales:
Un solo ácido, con el nombre terminado en ico: CO3H2 = ácido carbónico. (nº ox. IV)
Para el anión el sufijo ico se sustituye por ato:
CO3H2 = CO3 –2 + 2 H+
Ácido anión
Carbónico carbonato
SUFIJOS
Nombre de los oxoácidos | Nombre de sus respectivos oxoaniones |
Hipo …………….. oso | Hipo ……………… ito |
…………….. oso | ……………… ito |
…………….. ico | ……………… ato |
Per …………….. ico | Per ……………… ato |
Categoría: Química
Comentario:
Teoría de ácidos y bases – teoría atómica de Arrhenius – grado de ionización – electrólitos fuertes y débiles – catión hidronio – propiedades de ácidos y bases – ácidos y bases según Arrhenius – ácidos y bases según Bronsted – hidrácidos, oxoácidos e hidróxidos – Nomenclatura –
Autor:
Romina Mariel Ferrari –
Ferrari_r[arroba]starmedia.com Fecha: Agosto 1998