Ácidos y bases

 

Los ácidos son sustancias que en disolución acuosa forman iones H⁺ y las bases producen iones OH^-.

Las disoluciones de ácidos y bases tienen propiedades muy distintas. Los ácidos tienen sabor agrio, mientras que las bases son amargas. Para determinar si una disolución es ácida o básica, se utilizan indicadores, que son sustancias que cambian de color según se ácida o básica la disolución a la que se añaden.

 

 

El patrón de comparación para establecer el pH es el agua pura, que es neutra (pH=7), donde la concentración de iones H⁺ es la misma que la de OH^-. Las disoluciones ácidas tienen pH<7 y la concentración de H⁺ es mayor que la de OH^-. En las disoluciones básicas, que tienen pH<7, la concentración de H⁺ es menor que la de OH^-.

Para medir aproximadamente el pH de una disolución se utiliza un papel impregnado de varios indicadores, que recibe el nombre de papel indicador universal. Sobre una tira de este papel se pone una gota de la disolución problema y se compara el color resultante con el patrón de colores.

 

Reacciones de neutralización

 

Si mezclamos un ácido y una base, tiene lugar una reacción de neutralización. Los productos de esta reacción, que siempre en una sal y agua, tienen propiedades totalmente diferentes a las de los reactivos.

ácido + base = sal + agua

Por ejemplo:

HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

 

En disolución acuosa, el ácido, la base y la sal están completamente disociados, por tanto, se puede representar la ecuación en su forma iónica:

H⁺ + NO^3- + Na⁺ + OH^- → Na⁺ + NO^3- + H₂O

Los iones H⁺ y NO^3- no intervienen en la reacción por tanto la reacción neta es.

H⁺ + OH^- → H₂O

 

 

Estas reacciones son muy frecuentes. Los antiácidos, como la leche de magnesia, por ejemplo, son bases que neutralizan los ácidos digestivos.

Mg(OH)₂ + 2 HCl → MgCl₂ + 2 H₂O

 

Cálculos en las reacciones de neutralización

 

En toda reacción de neutralización, el número de moles de iones H⁺ que produce el ácido tiene que ser igual al de moles de iones OH^- que produce la base.

 

Reacciones redox

 

 

Un tipo de reacciones redox muy frecuentes son las reacciones de combustión. en ellas, unas sustancias ricas en energía, los combustibles, reaccionan con  el oxígeno (comburente), produciendo en muchos casos CO₂ y H₂O, y desprendiendo energía en forma de luz y calor. Son reacciones que ocurren a una velocidad elevada, como por ejemplo la combustión de gas metano.

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O + 890,3 kJ

Las reacciones de oxidación entre el hierro y otros metales con el oxígeno son reacciones redox pero no combustiones, debido a su lentitud. Por la misma razón no son combustiones las reacciones que se producen en las células durante el metabolismo de los alimentos, aunque las sustancias reaccionen con el oxígeno y se desprenda energía.

Las reacciones que se denominan combustiones incompletas tienen lugar con una cantidad limitada de oxígeno. Por ejemplo, cuando el carbono se quema en una atmósfera pobre en oxígeno se produce monóxido de carbono.

C + ½ O₂ → CO +110,5 kJ