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• Rosa Salas

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DEDICATORIA Dedico este trabajo a mi profesora que con su dedicación, paciencia, esmero y profesionalismo me dirigió durante todo este trayecto, con el objetivo de enseñarme e instruirme para mi futuro. Por haber fomentado en mí el deseo de anhelo y triunfo en la vida; y sobre todo por esos grandes conocimientos y capacidades en el área de química inorgánica que ha podido enseñarme.

INTRODUCCIÓN HISTÓRICA: Ya en las culturas de Babilonia y Egipto algunas de las sustancias que actualmente conocemos con el nombre de ácidos se empleaban en la metalurgia, en la producción de tintes y en el curtido de las pieles de animales. Los alquimistas medievales usaron los ácidos como disolventes de los metales, paso previo para transmutarlos en oro. También emplearon ciertas aguas ardientes o álcalis (del árabe al kali = cenizas vegetales) cáusticos que hoy denominamos hidróxidos o bases (del griego basis =fundamento para la obtención de sales). En el siglo XVII, el químico Robert Boyle realizó la primera descripción sistemática de las propiedades de los ácidos: a) Disuelven la muchas sustancias. b) Enrojecen el color azul de algunos pigmentos vegetales. c) Pierden sus propiedades al ponerlos en contacto con las bases. Durante el siglo XVII se conoce el sabor agrio de sus disoluciones acuosas y la efervescencia que produce su acción sobre el mármol (carbonato de calcio) u otros carbonatos. Lavoisier (1743-1794), en su Tratado elemental de Química, sistematizou todas las propiedades anteriores y desarrolló una primera teoría sobre estas sustancias, considerando que sus propiedades eran debidas a la existencia de oxígeno en su composición (ácido nítrico, ácido sulfúrico, etc.). Posteriormente Humphry Davy (1778-1829) demostró que el cloruro de hidrógeno no poseía oxígeno en su composición y presentaba claras propiedades ácidas, así como otras sustancias (HBr, HI, HCN, etc.). Estos hechos llevaron a considerar que era la presencia de hidrógeno, en lugar del oxígeno, en la composición de las sustancias la responsable de que presentara propiedades ácidas, consideración que quedó establecida definitivamente por Justus von Liebig (1803-1873), que llegó a la conclusión de que en las reacciones de los ácidos con los metales, estos desplazan al hidrógeno de los ácidos formando las sales. Michael Faraday descubrió en 1834 la conductividad eléctrica de las disoluciones acuosas de ácidos y bases. Todo parecía dispuesto para la elaboración de una teoría de la disociación de electrólitos.

Ácidos y bases

Los ácidos y bases son sustancias químicas que se encuentran en la naturaleza, en artículos del hogar, en el laboratorio, etc. En muchas frutas se presentan los ácidos cítrico y el ascórbico (vitamina C) que evitan el escorbuto. Los limpiadores domésticos tienen en su composición química bases, como el hidróxido de sodio, NaOH; el amoniaco, NH3; etc. que debido a su capacidad para disolver grasas son aprovechadas. Se muestran soluciones concentradas de ácido clorhídrico HCl y amoniaco NH , cuyos vapores al neutralizarse forman un humo de cloruro de amonio NH Cl sólido.

Ácidos y bases OBJETIVOS • Diferenciar los ácidos y bases por sus características generales. • Comprender las teorías que explican las propiedades de los ácidos y de las bases, sus limitaciones y alcances. • Distinguir las sustancias químicas que pueden actuar como ácidos o bases, así como el anfoterismo. DEFINICION La naranja y toronja poseen Las sustancias químicas que describimos como ácidos y sabor agrío, es decir, carácter ácido porque contienen ácido bases están distribuidas en la naturaleza. Se encuentran en cítrico y ascórbico. los alimentos que ingerimos, en las medicinas que utilizamos, en los limpiadores domésticos, etc.; por ello son muy importantes en la vida diaria, en el laboratorio y a nivel industrial. Algunos ácidos son muy conocidos, tal es el caso del ácido acético que está presente en el vinagre; el ácido cítrico de las frutas como la manzana, limón, mandarina, naranja, etc.; el ácido sulfúrico (el ácido de mayor consumo a nivel industrial) que está contenido en la batería de los automóviles, el ácido ascórbico o vitamina C, el ácido clorhídrico que forma parte del jugo gástrico el cual permite degradar proteínas y cumple función germicida (mata microbios). Las bases también son muy comunes, tal es el caso del hidróxido de sodio (es la base más importante) que está presente en la soda cáustica, empleadas como agentes de limpieza y como materia prima para elaborar los jabones respectivamente; el hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio forman parte de la mylanta y leche de magnesia, que se emplean para contrarrestar la acidez estomacal y por ello cotidianamente se les conoce como antiácidos. Las bases orgánicas son consumidas diariamente, entre ellas encontramos a la cafeína, que está presente en las hojas del té y en los granos del café; la cocaína presente en el mate de coca, la nicotina que está presente en el tabaco. Estas también son conocidas como alcaloides y tienen la propiedad de ser estimulantes del sistema nervioso por lo que su consumo constante puede producir adicción. El carbonato de sodio, Na2CO3 , y bicarbonato de sodio, NaHCO3, son sustancias básicas muy importantes a escala industrial.

Pero, ¿cómo reconocer un ácido o una base? ¿Qué características deben tener estas sustancias? Estas preguntas serán respondidas al desarrollar este capítulo. PROPIEDADES GENERALES DE LOS ÁCIDOS Y BASES El conocimiento de las propiedades de los ácidos y las bases nos permitirá distinguirlas entre sí y utilizarlas convenientemente en el laboratorio y en la industria, ya que muchos procesos químicos están íntimamente ligados con los ácidos y bases. ÁCIDOS 1. Los alimentos que consumimos se suelen condimentar con el vinagre, los limones, la naranja, la manzana y el yogur, los cuales comparten algo en común: poseen un sabor agrio, cuyos ácidos orgánicos les confieren ese sabor característico. Por ejemplo, en el vinagre está presente el ácido acético al 5% en masa; en los frutos, el ácido cítrico y en el yogur, el ácido láctico. 2. Si adicionamos ácido muriático a un clavo de acero, al aluminio, al cinc o al plomo, se observará que en cada caso estos metales son atacados por dicho ácido produciéndose un burbujeo, lo cual implica el desprendimiento del gas hidrógeno. De lo expuesto, se concluye que los ácidos reaccionan con los metales activos (como el Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Pb, etc.) y desprenden hidrógeno gaseoso. Esta es la razón por la cual los ácidos no se almacenan en recipientes que contengan metales activos. En general, los metales activos desplazan el hidrógeno de los ácidos, según la siguiente reacción de desplazamiento simple: Metal activo + HA

sal + H2(g)

No todos los metales reaccionan con los ácidos desprendiendo hidrógeno gaseoso, tal es el caso del cobre, plata, oro, platino, etc. A estos metales se les denomina nobles, debido a su baja reactividad química. Para disolver estos metales se usa el agua regia, que es una mezcla de ácido clorhídrico, HCl, y ácido nítrico, HNO3, en una proporción de volumen de 3 a 1 respectivamente.

3. Al adicionar vinagre, jugo de limón o ácido muriático al polvo de hornear (que contiene bicarbonato de sodio, NaHCO3) o al sarro que se impregna en la tetera se observa que se disuelven y además se observa un burbujeo constante, lo cual implica que se están descomponiendo. El gas que se desprende es el dióxido de carbono, CO2. De lo expuesto podemos concluir que los ácidos descomponen a los carbonatos y bicarbonatos metálicos, liberando CO2 gaseoso. Citemos como ejemplo la descomposición del carbonato de calcio. CaCO3(s)+HCl(ac)  CaCl2(ac)+CO2(g)+H2O( ) proporción en Esta propiedad de los ácidos se puede aprovechar para eliminar el sarro de la tetera (esta capa impide la buena transferencia del calor) ya que contiene carbonato de calcio y carbonato de magnesio, los cuales se transforman en sales solubles en agua y con ello el combustible doméstico nos duraría un poco más. El bicarbonato de sodio, NaHCO3, que encontramos en el alka-seltzer (un antiácido), se descompone por acción del ácido acético, CH3COOH, presente en el vinagre. NaHCO3(s)+CH3COOH(ac)  CH3COONa(ac)+CO2(g)+H2O() De los ejemplos anteriores podemos plantear la ecuación química carbonato o bicarbonato metálico + ácido  sal + CO2 + H2O 4. Los ácidos neutralizan a las bases formando como productos una sal y agua; esta propiedad se puede aprovechar caseramente para atenuar el olor característico de la carne de pescado (contiene sustancias básicas) o la consistencia jabonosa luego de tocar la lejía (sustancia básica), para ello se deben frotar las manos con jugo de limón (ácido). Esta propiedad de los ácidos es muy importante en el laboratorio, ya que podemos estimar la concentración de las bases por medio de la titulación o neutralización con un ácido. NaOH(ac) + HCl(ac)  HCl(ac)+H2O( ) soda cáustica

ácido clorhídrico

cloruro de sodio

Ca(OH)2(ac) + HNO3(ac)  Ca(NO3)2(ac)+H2O( ) agua de cal

ácido nítrico

nitrato de calcio

5. Las disoluciones acuosas de los ácidos conducen la electricidad, esto se puede verificar utilizando el vinagre, jugo de limón o lo más cercano a nosotros que es el acumulador de plomo (batería de automóviles) que contiene una solución acuosa de ácido sulfúrico como electrolito. ¿Por qué los ácidos disueltos en agua conducen la electricidad? Los ácidos al disolverse en el agua se ionizan, estos iones por tener movimiento de traslación permiten su conductividad. 6. Los ácidos modifican el color de algunos pigmentos orgánicos (colorantes) conocidos como indicadores: el papel de tornasol azul en medio ácido se enrojece y la solución alcohólica de la fenolftaleína permanece incolora

BASES 1. Al consumir café o té se puede sentir el sabor amargo peculiar que tienen, igual sucede al tomar mate de coca. ¿Qué contienen estas sustancias? ¿Por qué presentan este sabor? El grano de café y la hoja de té contienen una sustancia básica llamada cafeína y la hoja de coca contiene cocaína que son responsables de su sabor amargo. 2. Son resbalosas al tacto como el jabón, la lejía, la soda cáustica, etc. 3. Al disolver las bases en el agua, las disoluciones conducen la electricidad ya que al igual que los ácidos se ionizan o disocian. 4. Generalmente las bases fuertes presentan iones oxidrilos OH- en su estructura. 5. Neutralizan a los ácidos, razón por la cual se les considera antiácidos. Cuando sentimos ardor estomacal es porque tenemos ácido en exceso, para neutralizarlo se consumen productos que contienen sustancias básicas como la mylanta, la leche de magnesia, el alka-seltzer, etc. 6. Modifican el color de los colorantes orgánicos (indicadores ácido-base), hacen que el tornasol rojo se vuelva azul y la fenolftaleína adquiera el color rojo grosella. Por las características expuestas de los ácidos y bases, se puede concluir que son sustancias que tienen propiedades opuestas y por ello, cuando se combinan estas cualidades desaparecen. Para explicar las diversas propiedades que presentan los ácidos y bases es necesario abordar diversos enfoques teóricos que los químicos han planteado en función a la composición y estructura de las sustancias, cada teoría tiene sus ventajas y desventajas, las cuales serán obvias al desarrollar dichas teorías. TEORÍAS DE ÁCIDOS Y BASES TEORÍA DE SVANTE ARRHENIUS En 1884, el químico sueco Svante Arrhenius presentó su tesis de doctorado con el título de La teoría de la disociación electrolítica. En ella explica cómo las disoluciones acuosas de ciertos compuestos pueden conducir la corriente eléctrica debido a que en medio acuoso se ionizan produciendo iones positivos y negativos. Dentro de este marco teórico, un ácido fue definido como todo compuesto que en medio acuoso incrementa la concentración del ion hidrógeno, H+ (protón), y una base se definió como todo compuesto que disuelto en agua incrementa la concentración de los iones hidróxido (OH-). De estas definiciones podemos concluir que todo ácido de Arrhenius en su estructura debe tener al menos un hidrógeno ionizable y una base debe tener al menos un ion hidróxido.

INDICE 1.- Presentación………………………………………………………………………………… 1 2- Dedicatoria…………………………………………………………………………………… 2 3.- Introducciónhistorica……………………………………………………………………… 3 4.- Resumen…………………………………………………………………………………….. 4 5.- Cuerpo: Acidos y bases Objetivo y definición…………………………………………………………………… 5 Propiedades generales…………………………………………………………………. 6 Teoría de acidos y bases………………………………………………………………. 8

C.P.P.SALESIANO

ALUMNA: SALAS SILVA ROSA AÑO: 3° SECCIÓN: “A” CURSO: QUÍMICA INORGÁNICA TEMA: ÁCIDOS Y BASES PROFESORA: ROSA SANTI ESTEBAN

LA VICTORIA - 2013