Ácidos y bases

La idea

Qué vas a aprender

• Cómo se reconocen ácidos y bases por sus propiedadesmétodo

  Antes de tener un modelo teórico, los ácidos y las bases se identificaron por lo que hacen:

  • Ácidos: tienen sabor agrio (el limón, el vinagre), reaccionan con metales como el zinc o el magnesio liberando gas hidrógeno, y hacen que ciertos colorantes cambien de color de una forma característica.
  • Bases: tienen sabor amargo, se sienten "jabonosas" o resbaladizas al tacto (por eso el jabón lo es), y también cambian de color a los indicadores, pero de manera opuesta a los ácidos.

  Los indicadores son sustancias que cambian de color según el medio sea ácido o básico. El más conocido es el papel tornasol: se pone rojo en medio ácido y azul en medio básico. La fenolftaleína, muy usada en el laboratorio, es incolora en medio ácido y neutro, y se vuelve fucsia intenso en medio básico.

• El modelo de Arrhenius: el ion H⁺ y el ion OH⁻concepto

  El químico sueco Svante Arrhenius propuso, a fines del siglo XIX, una explicación a nivel de partículas: cuando un ácido se disuelve en agua, libera iones $H^+$ (o, más precisamente, iones hidronio $H_3O^+$); cuando una base se disuelve en agua, libera iones $OH^-$ (hidroxilo). Por ejemplo:

  $$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$$

  $$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$$

  Este modelo explica bien muchos casos cotidianos, pero tiene un límite: solo sirve para sustancias disueltas en agua y no explica por qué otras sustancias, como el amoníaco ($NH_3$), se comportan como bases sin tener un $OH^-$ en su fórmula.

• El modelo de Brønsted-Lowry: dador y aceptor de protonesconcepto

  Para cubrir esos casos, Brønsted y Lowry propusieron una definición más amplia: un ácido es toda sustancia capaz de ceder un protón ($H^+$), y una base es toda sustancia capaz de aceptar un protón. Así, el amoníaco es una base porque acepta un $H^+$ del agua:

  $$NH_3 + H_2O \rightarrow NH_4^+ + OH^-$$

  Este modelo pone el foco en la reacción misma —quién da y quién recibe el protón— y no depende de que haya agua de por medio, lo que lo vuelve más general que el de Arrhenius.

• La neutralización: cuando un ácido y una base se encuentranconcepto

  Cuando se mezclan un ácido y una base en las proporciones adecuadas, sus efectos se cancelan mutuamente: es la reacción de neutralización. El resultado siempre es una sal más agua. Por ejemplo, el ácido clorhídrico con hidróxido de sodio (soda cáustica) da cloruro de sodio (sal de mesa) y agua:

  $$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$$

  Esta reacción no es solo de laboratorio: pasa en el cuerpo cuando un antiácido (una base suave) neutraliza el exceso de ácido del estómago, o en el suelo cuando se le agrega cal para corregir un terreno demasiado ácido para cultivar.

Ejemplos resueltos

• El químico sueco Svante Arrhenius propuso, a fines del siglo XIX, una explicación a nivel de partículas: cuando un ácido se disuelve en agua, libera iones $H^+$ (o, más precisamente, iones hidronio $H_3O^+$); cuando una base se disuelve en agua, libera iones $OH^-$ (hidroxilo). Por ejemplo:
• Cuando se mezclan un ácido y una base en las proporciones adecuadas, sus efectos se cancelan mutuamente: es la reacción de neutralización. El resultado siempre es una sal más agua. Por ejemplo, el ácido clorhídrico con hidróxido de sodio (soda cáustica) da cloruro de sodio (sal de mesa) y agua:

Errores comunes

• "Todo ácido es peligroso o corrosivo".

  Hay ácidos fuertes y corrosivos (como el sulfúrico) pero también ácidos suaves y cotidianos, como el ácido cítrico del limón o el ascórbico (vitamina C).

  Cómo corregirlo: Hay ácidos fuertes y corrosivos (como el sulfúrico) pero también ácidos suaves y cotidianos, como el ácido cítrico del limón o el ascórbico (vitamina C).

• "Neutralizar significa que 'no queda nada'".

  Neutralizar no hace desaparecer la materia: produce una sal y agua, sustancias nuevas que sí existen.

  Cómo corregirlo: Neutralizar no hace desaparecer la materia: produce una sal y agua, sustancias nuevas que sí existen.

• "Una solución neutralizada siempre tiene pH exactamente 7".

  Depende de la sal formada: algunas sales, al disolverse, pueden dar soluciones levemente ácidas o básicas. Neutralizar significa que reaccionaron las cantidades químicamente equivalentes de ácido y base, no que el resultado sea siempre neutro.

  Cómo corregirlo: Depende de la sal formada: algunas sales, al disolverse, pueden dar soluciones levemente ácidas o básicas. Neutralizar significa que reaccionaron las cantidades químicamente equivalentes de ácido y base, no que el resultado sea siempre neutro.

• "Arrhenius y Brønsted-Lowry son teorías contradictorias".

  No se contradicen: Brønsted-Lowry amplía el alcance de Arrhenius para incluir casos que este no explicaba, pero coinciden en los casos que ambos cubren.

  Cómo corregirlo: No se contradicen: Brønsted-Lowry amplía el alcance de Arrhenius para incluir casos que este no explicaba, pero coinciden en los casos que ambos cubren.

• "Una base es lo mismo que un jabón o un producto de limpieza"

  . El jabón y muchos productos de limpieza son básicos, pero "base" es una categoría química mucho más amplia, que incluye desde el amoníaco hasta la cal.

  Cómo corregirlo: . El jabón y muchos productos de limpieza son básicos, pero "base" es una categoría química mucho más amplia, que incluye desde el amoníaco hasta la cal.

En resumen