Conceptos Acido-Base

Conceptos Acido-Base

Asignatura:
Biología Celular

La primer definición de acidos y bases fue dada por el químico sueco Svante Arrhenius alrededor de 1884 enunciando que:
“Las sustancias ácidas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidrógeno; mientras que las sustancias básicas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidróxilos”
La teoría de Arrheniusde ácidos y bases fue formulada con base en su teoría de ionización de las sustancias en soluciones acuosas. Las sustancias que se disociaban totalmente o parcialmente como iones en solución acuosa eran considerados electrolitos. Aquellas que se disociaban totalmente eran electrolitos fuertes, las que no se disociaban totalmente eran electrolitos débiles.
En el caso de los ácidos fuertes, talescomo H2SO4, HNO3, HCl, HClO4, los cuales se ionizan completamente en solución acuosa y proveen iones hidrógeno (H+), la teoría de Arrhenius funcionaba perfectamente.
De modo semejante, las bases fuertes como NaOH y KOH también se ionizaban completamente en solución acuosa y producen iones hidrófilos (OH-)
En tanto, en ciertos casos, la teoría de Arrhenius no se aplicaba bien donde la solución noera acuosa y hasta mismo en estas condiciones donde ciertas sustancias con carácter ácido o básico, no proveían iones H+ o OH-, respectivamente.
Como por ejemplo, el amoníaco (NH3) no contiene iones hidróxilo, por tanto en solución acuosa el puede producir iones hidróxilos reaccionando con agua:
NH3(aq) + H2O à NH3HOH à NH4OH à NH4 + (aq) + OH- (aq)
De cualquier modo, como no hay evidencias deque el NH4OH existe, el concepto de Arrhenius para ácidos y bases no ha sido más considerado, ni tampoco en soluciones acuosas.
Además de esto, el concepto de Arrhenius promovió la idea equivocada que la disociación iónica era indispensable para manifestación de acidez y que, por tanto, las reacciones del tipo ácido-base no podrían ocurrir en la mayoría de los solventes no acuosos y en la ausenciade solvente.

Definición de Brönsted-Lowry
La disociación de un ácido genérico de fórmula AH en un medio acuoso, lleva consigo la cesión de un H+ a una molécula de agua según una reacción del tipo:
AH + H2 O « H3 O+(aq) + A-(aq)
Pero el H+ es un átomo de hidrógeno que ha perdido su electrón; es por tanto un protón, de modo que el ácido ha cedido un protón durante el proceso.
Razonamientosde este estilo llevaron al químico danés J.N. Brönsted (1879-1947) a proponer la siguiente definición de ácido:
Acido es toda sustancia capaz de ceder uno o más protones a otra molécula.
Al proponer este nuevo concepto de ácido, Brönsted buscaba una definición que se pudiera relacionar con la correspondiente de base, tal y como lo estaban las propiedades químicas de ambos tipos de sustancias.Puesto que un ácido tiene propiedades opuestas a las de una base, la definición de base debería reflejar una propiedad opuesta a la del ácido. Así, de acuerdo con la definición de Brönsted :
Base es una sustancia capaz de aceptar uno o más protones de otra molécula.
El comportamiento del amoníaco (NH3 ) se explica como consecuencia de la siguiente reacción con el agua:
NH3 + H2 O ® NH4 + (aq) +OH- (aq)
El NH3 ha actuado como base captando un protón de la molécula de H2 O, convirtiéndose en NH4 - y dejando libre, como en el caso de los hidróxidos, grupos OH-:
NaOH | H2 O
——— ® | Na+(aq) + OH -(aq) |
Estas nuevas definiciones de ácido y de base salvan los inconvenientes de las de Arrhenius, pudiendo ser aplicadas independientemente de cuál sea el medio disolvente en el que tiene lugarel proceso de donación o de aceptación de protones.
Teoría de Lewis
El químico estadounidense, inventor de la teoría de enlace covalente, Gilbert Newton Lewis, completó la historia de las teorías de los ácidos y bases, en 1923, con la introducción de un concepto de ácido y bases, más general que los que ya existían, anteriormente propuestos por Arrhenius y los químicos Bronsted y Lowry....