Ácidos y bases, pH, REDOX y solución amortiguadora

ÁCIDOS Y BASES, PH, REDOX Y SOLUCIÓN AMORTIGUADORA

APRENDIZAJES ESPERADOS

Identificación de reacciones de neutralización.

Analizar de los procesos de óxido – reducción.

Examinar el funcionamiento de una solución amortiguadora.

INTRODUCCIÓN

Las reacciones ácido-base tal como las reacciones REDOX en solución, son unos de los procesos

más importantes tanto en sistemas químicos como en sistemas biológicos. En este documento

se revisarán estas reacciones que sostienen los organismos y el entorno en que se desarrollan.

Hay muchos enfoques respecto a estos compuestos y sus interacciones, pero aquí solo se

estudiarán aquellos que guardan mayor relevancia práctica.

El estudio de este contenido se basará en los contenidos previos de este curso, siendo de suma

importancia el conocimiento de los mismos y su consulta cuando sea necesario.

1. ÁCIDOS Y BASES

Para comenzar este estudio es necesario recordar la naturaleza electrolítica de los compuestos y

su clasificación (semana 3), tómese en cuenta que:

a) No electrolitos: en esta categoría están la mayoría de los compuestos con enlaces

covalentes, excepto los de hidrógeno, que sean ácidos o bases. Aquí se incluyen azúcares

(C12H22O11), alcoholes (CH3OH) y gases como H2, O2 y N2. Son malos conductores eléctricos

y de baja disociación en solución acuosa.

b) Electrolitos débiles: en esta categoría están el amoniaco (NH3) y la mayor parte de los

ácidos débiles (estos se listan más adelante). Son conductores eléctricos de mediana

calidad y sus moléculas se disocian parcialmente o solo una parte de las moléculas en

disolución.

c) Electrolitos fuertes: en esta categoría están los compuestos iónicos como las sales (pero

diferentes a H+

, OH-

, Hy O-2

) que sean cristalinos. Además, están en esta categoría los seis

ácidos fuertes HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4 y H2SO4, este último (ácido sulfúrico) actúa como

electrolito fuerte solo al “liberar” su primer hidrógeno, en la posible liberación del segundo

1.1.1. ÁCIDOS Y BASES DE BRÖNSTED

Ácido Cualquier sustancia que al añadirse al agua aumenta la concentración

de iones hidronio (H3O

+

), por lo tanto, “los ácidos son dadores de

protones” (H+

).

Base Cualquier sustancia que al añadirse al agua aumenta la concentración

de iones hidroxilo (OH-

); “las bases son captores de protones”.

Reacción ácido-base Es la transferencia de un protón (H+

) de la especie más ácida a la más

básica de la solución.

Exceptuando los seis ácidos fuertes (vistos en la semana 3), ya que cualquier otro ácido sería

débil en comparación a ellos.

Los cationes de metales con cargas altas (+2 o más) suelen enlazarse con electrones del oxígeno

en el agua, los protones en las moléculas de agua tienden a repelerse, actuando cono ácidos

débiles.

Por su parte, las bases fuertes (hidróxidos, óxidos e hidruros solubles de metales alcalinos y el

bario), otros óxidos e hidróxidos son bases, pero casi ninguno de ellos es particularmente

soluble en agua, no obstante, estas bases poco solubles pueden reaccionar con ácidos.

Los productos de una reacción de un ácido y una base, son un ácido y una base nuevos:

Ácido(reactivo) + Base(reactivo) → Ácido(producto) + Base(producto)

Para que la reacción proceda, los ácidos y bases formados como resultado deben ser débiles en

comparación con los ácidos y bases reactivos (electrolitos débiles).

1.1.2. PROPIEDADES ÁCIDO-BASE DEL

...