La teoría ácido-base

ÁCIDO-BASE

I.- Introducción.

Dado que las reacciones químicas y casi todos los procesos biológicos se llevan a cabo en medio acuoso, es importante considerar las propiedades de las soluciones acuosas.
Cuando un soluto y un solvente dan origen a una solución, esta presenta ciertas propiedades que difieren de las correspondientes a los sustancias puras. Anteriormente, al hablar de laspropiedades de las soluciones, se mencionó que había un conjunto de propiedades que sólo dependían de la cantidad de partículas (moléculas o iones), y éstas eran las propiedades coligativas. Ahora veremos una de las propiedades constitutivas, la cual depende de la naturaleza del soluto y que se refiere a la conductividad eléctrica.

Los solutos en disolución se pueden dividir en dos categorías:1.- Electrólito: Solutos que cuando se disuelven en agua, forma una disolución que conduce la corriente eléctrica. Los electrólitos a su vez pueden ser fuertes cuando están totalmente disociadas, y débiles cuando están parcialmente ionizados.

Ejemplo: El ácido clorhídrico, HCl, es un electrólito fuerte.
El ácido acético, CH3COOH, es un electrólito débil.

2.- No electrólito: Soluto que noconduce la corriente eléctrica cuando esta disuelta en agua.

Ejemplo: El azúcar es un no electrólito.

Un tipo especial de electrólitos lo constituyen los ácidos y bases. Tradicionalmente los ácidos se caracterizan por tener un sabor agrio, corroer los metales, enrojecer el papel tornasol y perder todas sus propiedades ácidas al ponerse en contacto con una base. Por otro lado, las bases secaracterizan por tener un sabor amargo, se sienten jabonoso, colorear de azul el papel tornasol y perder todas sus propiedades al ponerse en contacto con un ácido.

II.- Definiciones químicas de ácidos y bases.

Desde el siglo XIX hasta hoy, se han descrito tres teorías que permiten caracterizar a los ácidos y bases desde un punto de vista químico.

1.- Teoría de Arrhenius: A fines delsiglo XIX, el químico sueco Svante Arrhenius formuló la primera teoría de ácidos y bases, conocida como teoría de Arrhenius, que define un ácido como una sustancia que libera uno o más iones hidrógeno (H+) por cada molécula, como uno de los productos de su disociación iónica, en contacto con el agua. En términos generales:

HnA(ac) nH+(ac) + A -n(ac)

donde, A -n es el aniónn es la carga del anión

Ejemplo: ácido sulfúrico H2SO4(ac) 2H+(ac) + SO4-2(ac)

y una base como una sustancia que libera uno o más iones hidróxido (OH -) por cada molécula, como uno de los productos de su disociación iónica, en contacto con el agua En términos generales:

B(OH)n (ac) B+n(ac) + nOH -(ac)

donde, B -n es el catión
n es lacarga del catión

Ejemplo: hidróxido de calcio Ca(OH)2 (ac) Ca+2 (ac) + 2OH - (ac)

2.- Teoría de Brönsted-Lowry: En 1932, el químico danés Johannes Brönsted y el químico inglés Thomas Lowry, dieron origen a la teoría de Brönsted-Lowry, que describe un ácido como cualquier especie que tiene tendencia a ceder un protón a otra especie, generalmente en agua, y una base como unasustancia que tiende a aceptar un protón de otra sustancia. Estos conceptos no solo se pueden aplicar a los ácidos y base de Arrhenius, sino además a otras especies, como por ejemplo el agua, el amoniaco, etc.

Ejemplo: El ácido clorhídrico según Arrhenius:

HCl(ac) H+(ac) + Cl -(ac)

El ácido clorhídrico según Brönsted-Lowry:

Cede un protón

HCl(ac) + H2O(l)H3O+(ac) + Cl -(ac)

El amoniaco es una base según Brönsted-Lowry:

Acepta un protón

NH3(ac) + H2O(l) NH4+(ac) + OH -(ac)


3.- Teoría de Lewis: También en 1932, el químico estadounidense G. N Lewis presentó su teoría de ácidos y bases, conocida como teoría de Lewis, la cual dice que un ácido es una sustancia que puede aceptar electrones para formar un nuevo...