Fuerza acido-base
En términos de Brønsted-Lowry, la fuerza de un ácido se determina por su tendencia para donar (ceder) protones y la fuerza de una base depende de su tendencia para aceptar protones. Según Arrhenius dependería de la mayor o menor tendencia a ceder iones H^+ y 〖OH〗^-, respectivamente, en disolución acuosa.
Por ejemplo, el ácido clorhídrico, HCl, un electrolitofuerte, muestra tanta tendencia a ceder iones H^+ que en las disoluciones acuosas diluidas sus moléculas están ionizadas casi en su totalidad. Por eso, en la teoría de Brønsted-Lowry, el ácido clorhídrico se denomina ácido fuerte. En cambio, el ácido fluorhídrico, HF, es un ácido débil, con poca tendencia a ceder iones H^+ a las bases. Como, a su vez, los iones F^- formados por ionización tiendena reaccionar con los iones H_3 O^+, se establece un equilibrio.
Generalmente se clasifican los ácidos y las bases como fuertes o débiles, de acuerdo con la extensión de su disociación en sus iones en agua.
Los ácidos fuertes se ionizan (se disocian) completamente en las disoluciones acuosas diluidas, debido a su gran tendencia a ceder iones H^+. Los ácidos fuertes transfieren totalmente susprotones al agua y no quedan moléculas sin disociar en disolución. Son ácidos fuertes el HCl,el HClO_4,el HBr,el HClO_3,el HI,el H_2 SO_4 y el HNO_3.
HCl (aq)+ H_2 O (l)→H_3 O^+ (aq)+ 〖Cl〗^- (aq)
Los ácidos débiles solo se ionizan (se disocian) parcialmente, a causa de su débil tendencia a ceder iones H^+, apareciendo un equilibrio entre las moléculas no ionizadas y los ionesformados.
HF (aq)+ H_2 O (l)⇌H_3 O^+ (aq)+ F^- (aq)
Las sustancias con acidez despreciable son aquéllas que, como el CH_4, contienen hidrógeno pero no manifiestan comportamiento ácido en agua.
De modo semejante, se distinguen las bases fuertes de las débiles:
Las bases fuertes muestran gran tendencia a recibir (aceptar) iones H^+ de los ácidos.
Son bases fuertes el LiOH,elNaOH,el RbOH,el CsOH,el Ca(OH)_2, el Sr(OH)_2.
Una disolución acuosa diluida de hidróxido de sodio, NaOH, electrolito fuerte, contiene casi exclusivamente iones 〖Na〗^+ y 〖OH〗^-. Como consecuencia, es una base fuerte, ya que el ion hidróxido, 〖OH〗^-, muestra una gran tendencia a recibir el ion H^+.
〖OH〗^- (aq)+ H_3 O^+ (aq)→ H_2 O (l)+ H_2 O (l)
Las bases débiles tienen poca tendencia arecibir iones H^+, apareciendo un equilibrio entre las moléculas no ionizadas y los iones formados.
Hay muy pocas bases débiles solubles en agua; una de ellas es el amoníaco, NH_3. Una disolución acuosa de NH_3 contiene en equilibrio las moléculas no ionizadas y los iones NH_4^+ y 〖OH〗^- formados en la reacción con el agua:
NH_3 (aq)+H_2 O (l)⇌ NH_4^+ (aq)+ 〖OH〗^- (aq)
El hecho de que un ácidose débil no significa que se poco reactivo. Por ejemplo, un ácido débil con el fluorhídrico, HF, disuelve la sílice y los silicatos Los recipientes de vidrio son atacados por el HF.
SiO_2 (s)+4 HF (l)→SiF_4 (g)+2 H_2 O (l)
RELACIÓN ENTRE LA FUERZA DE UN ÁCIDO Y LA DE SU BASE CONJUGADA
La tendencia a ceder o aceptar protones de una determinada sustancia es relativa. Laintensidad con la que ácidos y bases desprenden o aceptan protones depende, en principio, de la propia sustancia, y en segundo lugar, de con qué sustancia reaccione. Por ejemplo, si la siguiente reacción está desplazada hacia la derecha: el ácido 1 es más fuerte que el ácido 2.
HA¦(ácido 1)+ B¦(base 2)→ A^-¦(base 1)+ (HB^+)¦(ácido 2)
El grado de realización de esta reacción depende no solo de latendencia del ácido 1 a perder un protón, sino de la afinidad de la base 2 por los protones. Por tanto, el único modo válido para comparar las fuerzas de los ácidos y las bases es medir la magnitud de reacción con una sustancia de referencia. Como sustancia de referencia se toma, en general, el agua.
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