Acido base

Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Oriente
Química
I.Q. Ramón Monreal Vera Romero
Profesor Asociado “C” de T.C.

Ácidos y Bases

Los ácidos tienen sabor agrio
Y vuelven rojo el tornasol;
Las bases son amargas y con ellas
El tornasol se vuelve azul.

Ácidos y Bases

¿Sabías que los cuatro sabores tienen relación con la
química de ácidos y bases?
 Los ácidos tienen sabor agrio
 Las bases tienen sabor amargo
 Los compuestos que se forman cuando un ácido
reacciona con una base (sales) tienen sabor salado.
 El sabor dulce es más complicado, son compuestos
orgánicos que son polialcohol y contienen un grupo
carbonilo (Cetona o Aldheído)

Ácidos y bases:

Definiciones experimentales

Ácidos y bases: definiciones
experimentales

Los ácidos son compuestos que:
Hacen que el colorante indicador tornasol cambie a
rojo.
 Tienen sabor agrio.
 Disuelven los metales activos (como cinc o hierro) y
producen hidrógeno gaseoso.
 Reaccionan con las bases para formar agua y
compuestos iónicos llamados sales.

Ácidos y bases: definiciones
experimentales

Las bases son compuestos que:
 Hacen que el colorante indicador tornasol cambie a
azul.
 Tienen sabor amargo.
 Se sienten resbalosas al tacto.
 Reaccionan con ácidos para formar agua y sales.

Sustancias Ácidas

El vinagre es una solución acuosa de
ácido acético (alrededor del 5%).
Los limones, las limas y otros frutos
cítricos contienen ácido cítrico.
El ácido láctico confiere al yogurt un
sabor ácido

Ácido - Base

Identificación


 El medio más común para identificar una sustancia
como ácido o como base es la prueba del tornasol.
 Al introducir una tira de papel tornasol neutro (de
color violeta) en una solución desconocida
observando el cambio de color de la tira:
 Color cambia a rosa, la solución es ácida.
 Color cambia a azul, la solución es básica.
 Si no cambia de color, la solución no es ácida ni
básica.
Identificación

Identificación Acido-Base

 El tornasol es sólo uno de varios cientos de
compuestos conocidos que son indicadores ácido-base.:
 Muchos colorantes naturales de alimentos, como los
del jugo de uva, el repollo morado y el arándano, son
indicadores ácido-base.
 Casi todos los colorantes de los pétalos de las flores.

Antecedentes

Ácido - Base


 El científico sueco Svante Arrhenius
fue el primero en entender que
cuando los ácidos, las bases y las sales
se disuelven en agua se disocian en
iones.
 Ácidos liberan iones Hidrógeno (+)
 Bases liberan iones Hidróxido (-)

Definición de Arrhenius

Por lo anterior todas las sustancias que liberan:
 Iones hidrógeno son ácidos
 Iones hidróxido son bases
 Por lo tanto las siguientes sustancias son ácidos y
bases:
Ácidos Bases
H2SO4 NaOH
HNO3 KOH
HCl LiOH
H3PO4 Ca(OH)2
‾HSO4 Mg(OH)2

Avances

 Posteriormente se vio que la definición de Arrhenius
no podía explicar el comportamiento ácido – base de
algunas sustancias, por lo cual se da un avance en la
definición de ambas sustancias.
 Dando paso a la:
Teoría ácido-base de Brönsted-Lowry

Teoría Ácido Base

Brönsted-Lowry

Explicación de los
ácidos:

Iones hidronio
(Teoría ácido-base de Brönsted-Lowry)

Explicación de los ácidos: iones hidronio

 Todos los ácidos tienen en común ser iones
hidrógeno (H+). (Puesto que estos iones son átomos
de hidrógeno que han perdido sus electrones, se les
llama también protones.)
El átomo de hidrógeno está formado por un protón y
un electrón
Cuando el átomo de hidrógeno pierde el electrón,
solamente quedara un protón

Identificación Acido-Base

Los ácidos tienen sabor agrio y las bases
saben amargas, un ensayo de sabor es la
mejor prueba de uso general para determinar
si una sustancia es un ácido o una base.
Algunos ácidos y bases son muy venenosos,
y muchos son considerablemente corrosivos,
a menos que estén muy diluidos.

Ión Hidronio

 En solución acuosa los iones hidrógeno se asocian a
moléculas de agua y de este modo forman iones
hidronio (H3O+).

Tabla “Ácidos conocidos”
Nombre Fórmula Clasificación
Ácido sulfúrico H2SO4 
Fuerte
Ácido nítrico HNO3 Fuerte
Ácido clorhídrico HCl Moderado
Ácido fosfórico H3PO4 Moderado
Ión sulfato ácido ‾HSO4 Débil
Ácido láctico CH3CHOHCOOH Débil
Ácido acético CH3COOH Débil
Ácido carbónico H2CO3 Muy débil
Ácido bórico H3BO3 Muy débil
Ácido cianhídrico HCN Muy débil

Óxidos de no metales: anhídridos de ácido

 Los óxidos de no metales se conoce como óxidos
ácidos, porque al agregarle agua se forma un
oxiácido:

Óxidos de no metales: anhídridos de ácido

 Los óxidos de no metales se conoce como óxidos
ácidos, porque al agregarle agua se forma un
oxiácido:
H2O + SO3
H2SO4

Protonación del Agua

Ión Cloro Ión Hidronio

Protonación del Agua

 la molécula de HC1 dona un protón a la molécula de
agua y produce un ion hidronio.
HCl + H2O Cl- + H3O+

Óxidos de no metales:
“Anhídridos de ácido”

Formación de Ácidos

Formación de Oxiácidos

Muchos ácidos se preparan por medio de la reacción de
óxidos de no metales con agua.
Por ejemplo, el trióxido de azufre reacciona con agua para
formar ácido sulfúrico.
SO3 + H2O  H2S04
Análogamente, el dióxido de carbono forma ácido carbónico
al reaccionar con el agua.
CO2 + H2O  H2CO3
Ésta es una reacción general de los óxidos de no metales.
Óxido de no metal + H2O  Ácido

Formación de Oxiácidos

Los óxidos de no metales se conocen
como anhídridos de ácido.
Anhídrido significa “sin agua”, que no es
la mejor forma de nombrarlos, ya que no
son ácidos sin agua.
Estas reacciones explican por qué el agua
de lluvia es ácida, en particular la que se
forma en aire contaminado con óxidos de
azufre o de Carbono.

Explicación de las bases

Iones hidróxido
(Teoría ácido-base de Brönsted-Lowry)


Las propiedades de las bases en agua se
deben al ion hidróxido, ‾OH. Casi todas ellas
son compuestos que contienen iones
metálicos positivos, como Na+, Ca+2, e iones
hidróxido negativos (‾OH).
Cuando estos compuestos se disuelven en
agua, todos ellos suministran iones ‾OH

Comportamiento de las bases

 Cuando las bases se disuelven en agua liberan iones
hidróxidos:
NaOH Na+ + ‾OH

Aceptor de Protones

Cuando un ácido reacciona con una base, se
trata en realidad de la reacción entre ion
hidronio y un ion hidróxido. De hecho, la
reacción es simplemente una transferencia
protónica del H3O+ al ‾OH.
H3O+ + ‾OH  2H2O
Donador
Receptor
de protones
de Protones

Tabla “Bases Conocidas”
Nombre 
Fórmula Clasificación
Hidróxido de sodio NaOH Fuerte
Hidróxido de potasio KOH Fuerte
Hidróxido de litio LiOH Fuerte
Hidróxido de calcio Ca(OH)2 Fuerte*
Hidróxido de magnesio Mg(OH) 2 Fuerte*
Amoniaco NH3 Débil
*Aunque estas bases se clasifican como fuertes, no son muy solubles. El
hidróxido de calcio es ligeramente soluble en agua, y el hidróxido de
magnesio es prácticamente insoluble.

Definición de Bases

Definición general de las bases.
“Base es un receptor de protones”

Bases que no tienen
grupo Hidróxilo


Amoniaco

 El amoniaco parece estar fuera de lugar en porque no
contiene iones hidróxido.
¿Cómo puede ser una base?
 La única manera de que esta sustancia produzca
iones hidróxido en agua es que la molécula de
amoniaco acepte un protón del agua y se forme un
ion hidróxido.
NH3 + H2O  NH4
+ + ‾OH
Amoniaco Agua Ión Amonio Ión Hidroxilo
Base Ácido

Amoniaco

AIómno Anmiaocnoio Ión HAidgruoanio

Definición de Base

 Como un ácido es un donador de protones, una base
es un receptor de protones. Esta definición incluye
no sólo los iones hidróxido, sino también moléculas
neutras como el amoniaco. La definición comprende
también otros iones negativos, como el carbonato
(CO3‾
2) y el bicarbonato (‾HCO3).
Bases de Brönsted-Lowry
NH3 CO3‾
2 ‾HCO3


H3O+ + CO3‾
2  H2O ´+ ‾HCO3
Donador
de
protones
Receptor
de Protones
Ácido Base
H3O+ + HCO3‾
 H2O + H2CO3
Donador
de
protones
Receptor
de Protones
Ácido Base

Óxidos de metales:
anhídridos básicos

Formación de Bases

Formación de Bases

 Así como los ácidos se preparan a partir de óxidos de
no metales, muchas bases comunes se preparan a
partir de óxidos de metales. Por ejemplo, el óxido de
calcio (cal viva) reacciona con agua para formar
hidróxido de calcio (cal hidratada).
CaO + H20 - Ca(OH)2
 Otro ejemplo es la reacción del óxido de litio con
agua para formar hidróxido de litio.
Li2O + H2O  2 LiOH

Formacion de Bases

 En general, los óxidos de metales reaccionan con el
agua para formar bases (Observa la figura). Estos
óxidos metálicos se conocen como anhídridos
básicos.
Iones Hidróxido Iones Litio

Formación de Bases

Óxido de metal + H20  Base
Cuando reacciona un óxido metálico y se adiciona agua
se forma una bases.
K2O + H2O  2KOH  2K+ + -OH

Ácidos y bases

fuertes y débiles

Fuerza de los ácidos

 Cuando el cloruro de hidrógeno gaseoso (HC1) se
combina con el agua, reacciona totalmente para formar
iones hidronio y iones cloruro. Prácticamente no quedan
moléculas de HCl.
HCl + H2O  H3O+ + Cl‾
 El cianuro de hidrógeno (HCN), un gas venenoso,
también reacciona con el agua para producir iones
hidronio e iones cianuro.
HCN + H20  H3O+ + CN‾
 la reacción se lleva a cabo sólo en una pequeña
proporción: menos del 1% de las moléculas de HCN
reaccionan para producir iones hidronio; el resto
permanecen sin ionizarse, como moléculas de HCN.

Fuerza de los ácidos

 Ácidos Fuertes.- Como el HCl, se ionizan totalmente
con el agua.
 Ácidos Débiles.- Como el HCN, se ionizan en
pequeña proporción son ácidos débiles.
 No existen muchos ácidos fuertes. Los ácidos:
sulfúrico, nítrico y clorhídrico, son los únicos ácidos
fuertes comunes. La mayor parte de los ácidos son
débiles.

Fuerzas de las Bases

 Las bases se clasifican como fuertes o débiles; esto
depende de si reaccionan con el agua totalmente o sólo en
pequeña proporción para formar iones hidróxido.
 Quizá la base fuerte más conocida sea el hidróxido de
sodio (NaOH).Otras bases fuertes son el hidróxido de
potasio (KOH) y los hidróxidos de todos los demás
metales del Grupo IA.
 Los hidróxidos del Grupo IIA también son bases fuertes
[excepto el Be(OH)2], pero el Ca(OH)2 es muy poco
soluble en agua y el Mg(OH)2 es casi insoluble, por lo que
en la práctica éstas no son bases fuertes.

Fuerzas de las Bases

 La base débil más conocida es el amoniaco (NH3),
que reacciona con el agua para producir en
proporción baja iones amonio (NH4) e iones
hidróxido.
NH3 + H2O  NH4 + ‾OH

Acido – Base

Neutralización

Neutralización

Cuando un ácido reacciona con una base, los
productos son agua y una sal.
Si una solución que contiene iones hidronio
(un ácido) se mezcla con otra solución que
contiene exactamente la misma cantidad de
iones hidróxido (una base), la solución
resultante ya no es ácida ni básica, sino
neutra

Neutralización

El ión hidronio reacciona con el ión hidróxido
produciendo agua:
H3O+ + ‾OH-  2H2O
 Si se neutraliza hidróxido de sodio con ácido
clorhídrico, los productos son agua y cloruro de
sodio (sal de mesa ordinaria).
NaOH + HC1  H2O + NaC1
Base Ácido Agua Sal

Acido - Base

Escala de pH

Medición de pH

 Los iones están en solución, su concentración se
expresa en moles por litro.
 Por ejemplo, una solución de ácido clorhídrico de
1 molar (HC1 1 M) contiene 1 mol de iones H3O+ por
litro de solución, contiene:
 6▫1023 iones hidronio en un litro
 3▫1023 iones hidronio en
1
2
L de HC1 1 M
 2▫1023 iones hidronio en
1
3
L de HC1 1 M

Escala del pH

 La escala se extiende prácticamente de O a 14.
 Donde los puntos de la escala son:
 Neutralidad es el valor de 7
 Acidez a valores inferiores a 7
 Básicos a valores superiores a 7

Observa que, aunque el pH
es una escala de acidez, el
pH baja cuando la acidez
sube. La relación no sólo es
inversa
Una disminución de una unidad de
pH representa un aumento de diez
veces en la acidez, y cuando el pH
baja dos unidades la acidez
aumenta por un factor de 100.
Concentración de
H3O (mol/L) pH
1 X 100 0
1 x 10-1 1
1 x 10-2 2
1 x 10-3 3
1 X 10-4 4
1 x 10-5 5
1 X 10-6 6
1 x 10-7 7
1 x 10-8 8
1 x 10-9 9
1 x 10-10 10
1 x 10-11 11
1 x 10-12 12
1 x 10-13 13
1 x 10-14 14

Tabla Valores de pH aproximados de
algunas soluciones comunes
Solución pH
Ácido clorhídrico (4%) O
Jugo gástrico 1.6—1.8
Jugo de limón 2.1
Vinagre (4%) 2.5
Bebidas gaseosas 2.0—4.0
Agua de lluvia (de
3.5—4.2
tormenta eléctrica)
Leche 6.3—6.6
Orina 5.5—7.0
Agua de lluvia (no
5.6
contaminada)
Saliva 6.2—7.4
Agua pura 7
Sangre 7.4
Clara de huevo fresca 7.6—8.0
Bilis 7.8—8.6
Leche de magnesia 10.5
Sosa para lavar 12
Hidróxido de sodio (4%) 13

Ácido - Base

Lluvia Ácida

Lluvia Ácida

 El pH normal de la lluvia cuando el aire está limpio
es de alrededor de 6.5. Este pH ligeramente ácido es
consecuencia de la presencia de dióxido de carbono
en el aire, que convierte la lluvia en una solución
diluida de un ácido muy débil, el ácido carbónico.
Sin embargo, en muchas regiones del mundo el agua
de lluvia es mucho más ácida, y su pH alcanza a
veces valores de 3 o menos. La lluvia cuyo pH es
inferior a 5.6 se conoce como “lluvia ácida”

Lluvia Ácida

 La acidez de la lluvia ácida parece provenir
principalmente de la presencia de óxidos de azufre y
óxidos de nitrógeno.
 Los óxidos de azufre se producen cuando se quema
hulla de alto contenido de azufre en las plantas
generadoras de electricidad y en las beneficiadoras
de metales.
 Los óxidos de nitrógeno son componentes primarios
de las emanaciones del escape de los automóviles.

Lluvia Ácida

 Una parte de la lluvia ácida se debe a la presencia de
contaminantes naturales, como los que provienen de
las erupciones volcánicas y de las radiaciones
solares. Los volcanes emiten óxidos de azufre 
ácido sulfúrico, y las radiaciones solares producen
óxidos de nitrógeno  ácido nítrico.
 La lluvia ácida es un problema ambiental importante
en el que participan la contaminación del aire y la
contaminación del agua, y puede tener efectos de
consideración en la vida vegetal y en la animal.

Ácido - Base

Antiácidos

Antiácidos

 El estómago secreta ácido clorhídrico (HC1) como
auxiliar para la digestión de los alimentos. En
ocasiones, los excesos en la comida o la tensión
emocional dan origen a una condición de
hiperacidez (demasiado ácido). Existen cientos de
marcas de antiácidos para el tratamiento de esta
condición, pero solo existen unos cuantos
ingredientes diferentes para los antiácidos:
principalmente bicarbonato de sodio, carbonato de
calcio, hidróxido de aluminio e hidróxido de
magnesio.

Antiácidos

 El bicarbonato de sodio (NaHCO3), es eficaz y para la
mayoría de las personas no ofrece peligro, pero su uso
excesivo puede originar una elevada alcalinidad en la
sangre, condición que se conoce como alcalosis.
 El carbonato de calcio (CaCO3) no ofrece peligro en
pequeñas cantidades, pero su uso frecuente puede
ocasionar estreñimiento, también parece ser puede
originar un aumento en la secreción de ácido al cabo de
unas horas.
 El hidróxido de aluminio [Al(OH)3], como el carbonato de
calcio, puede ser causa de estreñimiento. Hay
preocupación por el contenido de aluminio priven al
organismo de iones fosfato, los cuales son indispensables.

Antiácidos

La “leche de magnesia” una suspensión
acuosa de hidróxido de magnesio
[Mg(OH)2], así como, el carbonato de
magnesio (MgCO3) se usa como
antiácido. En pequeñas dosis los
compuestos de magnesio actúan como
antiácidos, pero en dosis grandes se
comportan como laxantes.

Ácido - Base

Salud Humana

Salud Humana

 Los ácidos y bases concentrados son venenos corrosivos
capaces de causar quemaduras químicas graves., lesiones
similares a las que produce el calor, y se suelen tratar de
la misma manera.
 El ácido sulfúrico (H2SO4) es con mucho el principal
producto químico, la mayor parte de los cuales se utiliza
para fabricar otros productos químicos industriales, en
especial fertilizantes. En casa usamos ácido sulfúrico en el
acumulador del automóvil y en ciertos productos para la
limpieza de desagües.
 El ácido sulfúrico es un ácido fuerte, poderoso agente
deshidratante que reacciona con el agua de las células.

Salud Humana

 El ácido clorhídrico (llamado también ácido
muriático) se usa para eliminar la herrumbre de los
metales, en la construcción para quitar el exceso de
mezcla de los tabiques, y en el hogar para retirar los
depósitos calizos del excusado.
 Las soluciones concentradas (alrededor de 38% de
HC1) causan quemaduras graves, pero las soluciones
diluidas se pueden usar sin peligro en el hogar si se
manejan con cuidado.
 El jugo gástrico es una solución que contiene
alrededor del 0.5% de ácido clorhídrico.

Salud Humana

 La cal (CaO) es la base comercial más económica y de
uso más extendido; se fabrica calentando piedra
caliza (CaCO3) para expulsar CO2. La cal se utiliza
para hacer mortero y cemento, y también para
“endulzar” los suelos ácidos (neutraliza la acidez del
suelo).

Salud Humana

El hidróxido de sodio (conocido comúnmente
como lejía) es la base fuerte de uso más
frecuente en el hogar. La lejía se utiliza para
limpiar hornos y se comercializa en
productos como el Easy 0ff, y también se
emplea para destapar desagües en productos
como el Drano.

Salud Humana

 Los ácidos y las bases, incluso en forma de
soluciones diluidas, degradan las moléculas de
proteína de las células vivas. Los fragmentos que se
producen son incapaces de llevar a cabo las
funciones de las proteínas originales. La exposición
intensa, la fragmentación continúa hasta que el tejido
se destruye totalmente. En las células vivas las
proteínas funcionan como es debido sólo a un cierto
pH óptimo. Si el pH cambia de manera considerable
en uno u otro sentido, las proteínas no pueden llevar
a cabo sus funciones normales.

Salud Humana

 El Uso incorrecto, los ácidos y bases pueden ser
nocivos para la salud, afectan la salud de formas más
sutiles y más importantes. Es preciso mantener un
equilibrio delicado entre los ácidos y las bases en la
sangre y en los líquidos corporales. Si la acidez de la
sangre cambia demasiado, ésta pierde su capacidad
para transportar oxígeno. Afortunadamente, el
cuerpo humano cuenta con un complejo pero
eficiente mecanismo para mantener el equilibrio
apropiado entre ácidos y bases.

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