3.3.8.
Ácidos, bases y pH.
Desde hace miles de
años se sabe que el vinagre, el jugo de limón y muchos otros alimentos tienen
un sabor ácido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de años que
se descubrió por qué estas cosas tenían un sabor ácido. El término ácido, en
realidad, proviene del término Latino acere, que quiere decir
ácido. Anque hay muchas diferentes definiciones de los ácidos y las bases, en esta
lección introduciremmos los fundamentos de la química de los ácidos y las
bases.
En el siglo XVII,
el escritor irlandés y químico amateur Robert Boyle primero denominó las
substancias como ácidos o bases (llamó
a las bases alcalis) de acuerdo a las siguientes características:
Los Ácidos tienen un
sabor ácido,corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tinta extraída de
los líquenes) a rojo, y se vuelven menos ácidos cuando se mezclan con las bases.
Las Bases son
resbaladizas, cambian el litmus a azul, y se vuelven menos básicas cuando se
mezclan con ácidos.
Un ácido al
reaccionar con una base o viceversa, se neutraliza, y se obtiene como resultado
una sal y agua.
Ácido + Base Sal + agua
Teorías de
ácido-base.
Teoría de
Arrhenius.
En 1884, el químico
sueco, Svante Arrhenius, definió un ácido como todas las sustancias que al
estar en una disolución acuosa produce iones hidrógeno (H +), o bien, iones
hidronio (H3O+), y a una base como toda sustancia que al estar en disolución
acuosa producen iones oxhidrilo (OH-).
Teoría de Bronsted-Lowry
Aunque
el concepto de Arrhenius es muy útil para describir muchas reacciones, también
está un poco limitado en su alcance. En 1923, los químicos Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas
Martin Lowry reconocieron
independientemente que las reacciones ácido-base involucran la transferencia de
un protón. Un ácido de
Brønsted-Lowry (o simplemente
ácido de Brønsted) es una especie que dona un protón a una base de
Brønsted-Lowry. La teoría ácido-base de Brønsted-Lowry tiene varias ventajas
sobre la teoría de Arrhenius. Considere las siguientes reacciones del ácido
acético (CH3COOH),
el ácido
orgánico que
le da al vinagre su sabor característico:
Teoría de Lewis.
Un tercer concepto fue propuesto por Gilbert N. Lewis, el cual incluye
reacciones con características ácido-base que no involucran una transferencia
de protón. Un ácido de Lewis es una especie que acepta un par
de electrones de otra especie; en otras palabras, es un aceptor de par de
electrones. Las reacciones ácido-base de Brønsted son reacciones de
transferencia de protones, mientras que las reacciones ácido-base de Lewis son
transferencias de pares de electrones. Todos los ácidos de Brønsted son
también ácidos de Lewis, pero no todos los ácidos de Lewis son ácidos de
Brønsted. Las siguientes reacciones podrían ser descritas en términos de
química ácido-base.
En la primera
reacción, un anión fluoruro, F-,
cede un par
electrónico al trifluoruro de boro para formar el
producto tetrafluoroborato. El
fluoruro "pierde" un par de electrones de valencia debido a que
los electrones compartidos en el enlace B-F están ubicados en la región de
espacio entre los dos núcleos atómicos y, en consecuencia, están más
distantes del núcleo del fluoruro que en el anión fluoruro solitario. BF3 es
un ácido de Lewis porque acepta el par de electrones del fluoruro. Esta
reacción no puede ser descrita en términos de la teoría de Brønsted, debido a
que no hay transferencia de protones. La segunda reacción puede ser descrita
por cualquiera de las dos últimas teorías. Un protón es transferido desde un
ácido de Brønsted no especificado hacia el amoníaco, una base de Brønsted;
alternativamente, el amoníaco actúa como una base de Lewis y transfiere un par
libre de electrones para formar un enlace con un ion hidrógeno. La especie que
gana el par de electrones es el ácido de Lewis; por ejemplo, el átomo de
oxígeno en H3O+ gana un par de electrones cuando uno
de los enlaces H-O se rompe, y los electrones compartidos en el enlace se
localizan en el oxígeno. Dependiendo del contexto, los ácidos de Lewis también
pueden ser descritos como agentes reductores o
como electrófilo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ácidos_y_bases_de_Lewis
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