Propiedades de ácidos y bases

1. PRPOPIEDADES DE LOS ÁCIDOS Y LAS BASES COLEGIO JORGE MANTILLA ORTEGA PROFESOR: Lic. Vicente Sarango Año: 2014 Quito- Ecuador

2. Arrhenius Svante August Arrhenius (1859-1927) fue un químico suizo que estudiaba en la escuela para graduados. Nació cerca de Uppsala, estudió en la Universidad de Uppsala y se doctoró el año 1884

3. Diferencias entre ácidos y bases, según Arrhenius ACIDOS BASES Tienen un sabor agrio si se diluyen los suficiente para poderse probar. Tienen un sabor amargo. Producen iones hidrógeno (H + ) en solución acuosa Producen iones hidroxilo (OH) en solución acuosa. Hacen que el papel tornasol cambie de azul a rojo. Hacen que el papel tornasol cambie de rojo a azul. Reaccionan con los metales activos como el magnesio, zinc y hierro produciendo hidrógeno gaseoso, H2 (g). Reaccionan con lo ácidos formando agua y sales.

4. Ácidos según Arrhenius HCl (ac) H + Cl - +

5. Bases según Arrhenius NaOH (ac) Na + (OH) - +

6. Neutralización entre bases y sales Cuando una base una sal se juntan forman una sal y agua, esta reacción se conoce como neutralización.

7. Neutralización entre bases y ácidos HCl NaCl H 2 O + + NaOH Ácidos (ácido clorhídrico) Bases (hidróxido de sodio) Sal (cloruro de sodio) Agua

8. Neutralización entre bases y sales En la actualidad se sabe que los iones de hidrógeno no existen de forma simple cuando están en una solución acuosa. Cuando un átomo de hidrógeno pierde su único electrón queda el núcleo con su único protón, el cual es demasiado reactivo para existir como un ion estable por lo que se forman protones hidratados como H 3 O (+) los que se conoce como iones hidronio

9. ION HIDRONIO O H H H : +

10. Diferencias entre ácidos y bases, según Bronsted y Lowry ACIDOS BASES Un ácido es una sustancia donadora de protones Es una sustancia receptora de protones En función de esta definición el agua es un compuesto que puede actuar como ácido o como base por lo que el agua es una sustancia anfiprótica las Sustancias anfipróticas son aquellas que, dependiendo de su entorno de reacción pueden actuar como ácido o como base. El ejemplo mas clásico es el ion carbonato (HCO3-)

11. Ácidos y bases según Bronsted y Lowry HCl (ac ) (H 3 O) + Cl - (ac) (ac) + + H 2 O (l) Ácido D ona protones Bases Recibe protones + +

12. Según Bronsted y Lowry Se incluyen otras especies que tienen la capacidad de donar o aceptar un protón. NH 3 ( ac ) (NH 4 ) + OH - (ac) (ac) + + H 2 O (l) Base recibe protones Ácido dona protones + +

13. Ácidos y bases: Bronsted y Lowry Las definiciones de ácidos y bases según Bronsted y Lowry se basan en una reacción en donde la sustancia que dona un protón es un ácido y aquella que recibe es una base . Esto da origen a que un ácido genere una base , la cual es un ácido sin su protón , y de la misma manera una base al recibir un protón genere una sustancia que tendrá la capacidad de donar un protón actuando como ácido. Estas parejas se denominan pares conjugados acido-bases.

14. HCl (ac ) (H 3 O)+ Cl - (ac) (ac) + + H 2 O (l) Ácido Dona protones Bases Recibe protones + + Ácido puede donar protones Bases Recibe protones Par ácido base conjugado Par ácido base conjugado

15. Ácidos y bases: Bronsted y Lowry Desde el punto de vista de la Física, los ácidos al donar protones se quedan con iones negativos y las bases al recibir protones se quedan con iones positivos.

16. Ácidos y bases según Lewis ACIDOS BASES Un ácido es una sustancia capaz de aceptar y compartir un par de electrones Es una sustancia capaz de donar y compartir electrones En el ejemplo puedes observar como el amoniaco (NH 3 ) que actúa como base dona el par de electrones solitarios del nitrógeno al trifluoruro de de boro (BF 3 ) el cual al aceptar el par de electrones actúa como ácido B Ácido + H H H Base

17. TIPOS DE ÁCIDOS 1.- Dependiendo del número de iones de hidronio (H 3 O) + que un ácido puede donar, los ácidos pueden ser: Monopróticos Dipróticos Polipróticos 2.- Dependiendo de su capacidad de ionización: Fuertes Débiles

18. Ejemplos de ácidos MONOPRÓTICOS DIPRÓTICOS POLIPRÓTICOS Tienen un átomo de H en su estructura molecular Tienen dos átomos de H en su estructura molecular Tienen tres o más átomos de H en su estructura molecular Ácido clorhídrico HCl Ácido nítrico HNO 3 Ácido sulfúrico H 2 SO 4 Ácido Carbónico H 2 CO 3 Ácido fosfórico H 3 PO 4

19. Ácidos: fuertes y débiles La capacidad de ionizarse tanto ácidos como bases, determina si son fuertes o débiles Ácidos fuertes : se ionizan totalmente en agua, es decir donan todos sus protones. Ácidos Débiles : se ionizan parcialmente o en una proporción baja. Este proceso da origen a una reacción de equilibrio, que se reconoce por la presencia de una doble flecha. E n la ecuación química de formación.

20. Ejemplos de ácidos fuertes HCl (ac) H + Cl - + El ácido clorhídrico es un ácido fuerte, cuando se encuentra disuelto en agua se ioniza totalmente obteniendo iones hidronio y iones cloruro

21. Ejemplos de ácidos débiles CH 3 COOH (ac) H + (CH 3 COO) - + El ácido etanoico es un ácido débil, cuando está disuelto en agua produce pocos iones hidronio y iones acetatos. Es una reacción que se encuentra en equilibrio, sin embargo hay una mayor proporción de ácido etanoico , lo cual indica la flecha

22. Ejemplos de ácidos fuertes Acido clorhídrico HCl Ácido Bromhidríco HBr Ácido yodhídrico HI Ácido sulfúrico H 2 SO 4 Ácido nítrico HNO 3 Ácido perclórico HClO 4

23. Bases: fuertes y débiles La capacidad de ionizarse tanto ácidos como bases, determina si son fuertes o débiles Bases fuertes : se ionizan casi totalmente en agua, es decir producen iones hidroxilo (OH) - . Ácidos Débiles : se ionizan parcialmente en agua

24. Bases: fuertes Todas los hidróxidos que se forman con los metales del grupo 1 (familia 1 . A) y los hidróxidos del Ca, Sr y Ba son fuertes. Como podrás observar en el gráfico. NaOH (ac) Na + (ac) (OH) - (ac) + Ion sodio El hidróxido de sodio es una base fuerte, que cuando está disuelta en agua forma iones de sodio y iones hidroxilo Base Ion hidroxilo

25. Bases: Débiles El hidróxido de magnesio es una base débil, es poco soluble en agua y se usa como principio activo de los medicamentos antiácidos conocidos como leche magnesia. Debido a su escasa ionización es muy seguro ingerirlo. Mg(OH) 2 (ac) Mg ++ (ac) 2(OH) - (ac) + Ion magnesio Base Dos iones hidroxilo

26. Bases: Débiles El amoniaco acuoso NH 3 (ac) es una base débil se ioniza solo el 1 % y tiene un olor muy característico. NH 3 (NH 4 ) + (OH) - + Ion amonio Base ion hidroxilo + H 2 O

27. Reacciones de los ácidos Los ácidos presentan algunas reacciones características siguientes: 1.- Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. 2.- Reacciones con carbonatos y bicarbonatos 3.- Reacción con los óxidos metálicos 4.- Reacciones con los sulfuros metálicos 5.- Reacciones con las bases

28. 1.- Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. Zn (s) H 2 (g) ZnCl 2 (ac ) + Hidrógeno gaseoso Metal activo Sal + 2HCl (ac) Los ácidos reaccionan con metales activos, es decir con los metales situados por encima del hidrógeno en la serie de actividad de los metales (ver tabla).la reacción produce hidrógeno gaseoso y una sal constituida por el catión metal y el anión del ácido . Ácido

29. 1 . - Reacciones con metales que se encuentran sobre el hidrógeno en la serie reactiva. Este tipo de reacciones son muy utilizadas en procesos de obtención y tratamiento de metales. Así como, en la producción de aleaciones para evitar reacciones de corrosión.

30. 2 . - Reacciones con carbonatos y bicarbonatos. CaCO 3 CO 2 (g) CaCl 2 (ac ) + Dióxido de carbono Carbonato Sal + 2HCl (ac) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos desprendiendo CO 2 gaseoso, formando una sal y agua. Ácido + H 2 O Agua Carbonatos

31. 3. - Reacciones con carbonatos y bicarbonatos. N aHCO 3 CO 2 (g) NaCl 2 (ac ) + Dióxido de carbono Bicarbonato Sal + HCl (ac) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos desprendiendo CO 2 gaseoso, formando una sal y agua. Ácido + H 2 O Agua Bicarbonatos

32. 4 . - Reacciones con óxidos metálicos 2HCl (ac) CaCl 2 (ac) + Ácido Sal + CaO (S) Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los óxidos metálicos formando una sal y agua. Óxido H 2 O Agua

33. 5 . - Reacciones de lo ácidos con los sulfuros metálicos H 2 SO 4 (ac) H 2 S (g) + Ácido Sulfuro de hidrógeno + FeS Los ácidos en soluciones acuosas reaccionan con los sulfuros metálicos produciendo sulfuro de hidrógeno gaseoso una sal. Sulfuro FeSO 4 Sal

34. 5 . - Reacciones de lo ácidos con los sulfuros metálicos El sulfuro metálico es un gas de olor a huevo podrido, se encuentra de forma natural en el petróleo, los gases provenientes de los volcanes y en las aguas termales. También se produce por la descomposición anaeróbica de restos orgánicos, por lo que comúnmente se llaman gases de alcantarilla

35. Reacciones de las bases Las bases presentan algunas reacciones características: 1.- Reacciones de bases fuertes con metales anfóteros. 2.- Reacciones de las bases con sales de los metales de transición 3.- Reacción de obtención de amoniaco a partir de sales de amonio 4.- Reacciones hidróxidos anfóteros con ácidos y bases

36. 1.- Reacciones de bases fuertes con metales anfóteros 2Al (s) 2NaAl(OH) 4 (ac ) Metal anfótero Hidróxido + 2NaOH ( S ) Los metales anfóteros reaccionan con las bases fuertes y forman hidrógeno gaseoso. Bases fuertes + 3H 2 (g) Hidrógeno gaseoso + 6 H 2 O

37. 2.- Reacciones de las bases con sales de los metales de transición 3Ca(OH) 2 2Cr(OH) 3 ( s ) Base Hidróxido insoluble del metal de transición + 2CrCl 3 Cuando las bases reaccionan con sales de metales de transición que se solubilizan en agua, generan como producto hidróxidos insolubles del metal de transición y una sal soluble Sal soluble del metal de transición + 3CaCl 2 (ac) Sal soluble

38. 3.- Reacción de obtención de amoniaco a partir de sales de amonio NH 4 Cl (s) NaCl ( s ) Sal de amonio Sal + NaOH (ac ) Cuando los hidróxidos alcalinos se combinan con sales de amonio, se desprende amoniaco en forma de gas , el cual es muy soluble en agua. Hidróxido alcalino NH 3 (g)/(AC) Amoniaco gaseoso + H 2 O (l) +

39. AUTOEVALUACI ÓN

40. 1. Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente HNO 3 libera iones de H + , en soluci ón, entonces es: Es una sal Es un ácido Es una base

41. 2 . Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente Ba(OH) 2 libera iones hidroxilo (OH) - , en soluci ón, entonces es: Es una sal Es un ácido Es una base Ninguna

42. 3 . Con base a las definiciones de Arrhenius explica: el compuesto siguiente CaCl 2 se forma durante la neutralizaci ón del ácido clorhídrico HCl con el hidróxido de calcio Ca(OH) 2 entonces es: Es un ácido Es una sal Es una base Ninguna

43. 4 . El propano C 3 H 8 tiene átomos de hidrógeno unidos al carbono con enlaces covalentes, entonces es: Es un ácido Es una sal Es una base Ninguna

44. 5. Indica la f órmula y clasifica como ácido fuerte o débil y como ácido orgánico o inorgánico. COMPUESTO F ÓRMULA FUERZA RELATIVA DEL ÁCIDO ORG ÁNICO O INORGÁNICO ÁCIDO ACÉTICO ÁCIDO BÓRICO ÁCIDO NÍTRICO CH 3 COOH H 3 BO 3 HNO 3 D ÉBIL D ÉBIL FUERTE INORG ÁNICO INORG ÁNICO ORG ÁNICO

45. 6. Por qu é se puede ingerir Mg(OH) 2 saturado (una suspensión de Mg(OH) 2 en agua como anti ácido llamado leche magnesia, que tiene una concentración pequeña de iones (OH) - ) El hidr óxido de Mg(OH) 2 es muy soluble en agua El hidróxido de Mg(OH) 2 es poco soluble en agua Es una sal Ninguna

46. 7. Por qu é el NaOH nunca se emplea como antiácido?, esta sustancia provoca grandes quemaduras y daños a los tejidos, (sus soluciones tienen concentraciones grandes de iones (OH) - ) El hidr óxido de Mg(OH) 2 es muy soluble en agua El hidróxido de Mg(OH) 2 es poco soluble en agua Es una sal Ninguna

47. 8. En reacciones de los ácidos escribe una ecuación química balanceada de: hidrógeno carbonato de sodio con ácido acético CH 3 COOH (del vinagre) Na HCO 3 CH 3 COO H (ac) NaCH 3 COO (ac ) H 2 O CO 2 + + +

48. 9. Por qu é algunas sustancias como el hidr óxido de zinc y aluminio se llam a n anfóteras ? Porque: Reaccionan solo como ácidos Reaccionan solo como bases Reaccionan como bases y ácidos Reaccionan como bases y sales

49. 10. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El agua actúa como ácido. ¿Cuál es su base conjugada? S i pierde un protón. La base conjugada es H + La base conjugada es (OH) - No tiene base conjugada.

50. 11. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El agua actúa como base. ¿Cuál es su ácido conjugado? S i acepta un protón. El ácido conjugado es H + El ácido conjugado es H + El ácido conjugado es (H 3 O) + No tiene ácidos conjugados

51. 12. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO 3 ) - actúa como ácido. ¿Cuál es su base conjugada? S i dona un protón. La base conjugada es (CO 3 ) 2- La base conjugada es (CO 2 ) 2- La base conjugada es (CO 3 ) - No tiene bases conjugadas

52. 13. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO 3 ) - actúa como base. ¿Cuál es su ácido conjugado? S i recibe un protón. El ácido conjugado es (CO 4) - El ácido conjugado es H 2 CO 3 El ácido conjugado es ( CO 3 ) - No tiene bases conjugadas

53. 14. Pares conjugados ácido-base Con respecto a cada ácido o base, indica la base o ácido conjugado que se solicita. El (HCO 3 ) - y el H 2 O. ¿Cómo se comportan? S i recibe y pierden a la vez un protones?. Son anfipróticos Son solo bases conjugadas Son solo ácidos conjugados No tiene bases conjugadas

54. 15. Qu é teoría se acerca cuando una ácido recibe un par de electrones y las bases donan par de electrones?. La teoría es de: Teoría de Arrhenius Teoría de Lewis Teoría de Bronsted y Lowry Ninguna.

55. 16. Qu é teoría se acerca cuando un ácido produce iones de hidrógeno H + y las bases producen iones hidroxilo (OH) - ?. La teoría es de: Teoría de Arrhenius Teoría de Lewis Teoría de Bronsted y Lowry Ninguna.

56. 17. Qu é teoría se acerca cuando un ácido dona protones ion hidrógeno H + y las bases recepta protones iones ion hidrógeno H + ?. La teoría es de: Teoría de Arrhenius Teoría de Lewis Teoría de Bronsted y Lowry Ninguna.

57. BIBLIOGRAFÍA Villalba, Ana, et. A l. (2013). Física y Química . Quito, Norma, p. 116-p. 124 De la Fuente, José. (2000). Química General. Lima. San Marcos, p. 319-p. 324 Garzón, Guillermo. (2000). Fundamentos de Química General. México, McGRAW-HILL, p. 256-p. 283 Ralph A. Burns. (2003). Fundamentos de Química . México, Pearson Educación, p. 469-p.506 Collantes, Rolando. (2001). Mil Problemas de Química . Lima, San Marcos, p. 321-p. 345 http://html.rincondelvago.com/acidos-y-bases_teorias-de-arrhenius-lowry-y-lewis.html www.profesorenlinea.com www.monografías.com www.wikimedia.com

58. GRACIAS