Ácidos y bases son dos clases de productos químicos; los miembros de cada clase tiene una serie de propiedades comunes al ser disueltos.
Propiedades
Los ácidos en soluciones de agua muestran las siguientes propiedades comunes:
- Tienen un sabor agrio.
- Convierten el papel tornasol en rojo.
- Reaccionan con ciertos metales, como el zinc, para producir gas de hidrógeno.
Las bases en soluciones de agua tienen las siguientes propiedades comunes:
- Tienen un sabor amargo.
- Convierten el papel tornasol en azul.
- Tienen una sensación resbaladiza.
Cuando una solución acuosa de ácido se mezcla con una solución acuosa de base, se obtienen agua y sal. este proceso es llamado neutralización. Este proceso es completo si la solución resultante no tiene las propiedades de las bases ni los ácidos.
Clasificación de los ácidos y bases
Ácidos y bases se pueden clasificar como orgánicos o inorgánicos. Algunos de los ácidos orgánicos mas comunes son:ácido cítrico, ácido carbónico, cianuro de hidrógeno, ácido salicílico, ácido láctico y ácido tartárico. Entre las bases orgánicas están la piridina y la etilamina.
Algunos de los ácidos inorgánicos mas comunes son: sulfuro de hidrógeno, ácido fosfórico, cloruro de hidrógeno y ácido sulfúrico. Algunas bases inorgánicas comunes son: hidŕoxido de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, hidróxido de calcio y carbonato de calcio.
Ácidos como el clorhídrico y bases como el hidróxido de potasio, que tienen una alta tendencia a disolverse en agua son completamente ionizados en la solución, son llamados ácidos fuertes o bases fuertes. Ácidos como el acético y bases como el amoniaco, que son reacios a disolverse en el agua son parcialmente ionizados en la solución, son llamados ácidos débiles o bases débiles.
Los ácidos fuertes en solución producen una alta concentración de iones de hidrógeno y las bases fuertes en solución producen una alta concentración de iones de hidróxido y en consecuencia, una baja concentración de iones de hidrógeno. La concentración de iones de hidrógeno se expresa a menudo en términos de su logaritmo negativo, o pH. Los ácidos y bases fuertes crean buenos electrolitos, es decir, sus soluciones facilitan la conducción de electricidad. Caso contrario en los ácidos y bases débiles.
Existen tres teorías que identifican una característica singular que definen un ácido y una base:
- Teoría de Arrhenius, por lo cual es químico sueco Svante Arrhenius fue galardonado con el premio Nobel de química en 1903.
- Teoría de Brönsted-Lowry o teoría del donante de protones, presentada en 1923.
- Teoría de Lewis o de pares de electrones, también presentada en 1923.
Cada una de ellas con ventajas y desventajas. útiles bajo ciertas condiciones.
Teoría de Arrhenius.
Cuando un ácido o base se disuelve en agua, un cierto porcentaje de las partículas de ácido o base se rompen, o se disocian en iones con carga opuesta. La teoría de Arrhenius define un ácido como un compuesto que se disuelve en agua para producir iones de hidrógeno (H^+^) y define a una base como un compuesto que se disuelve en agua para producir iones de hidróxilo OH^-^. Por ejemplo, el ácido clorhídrico (HCI) se disuelve en agua para dar los iones de hidrógeno requerido (H^+^) y también los iones de cloruro (CI^-^). La base de hidróxido de sodio (NaOH), se disuelve en agua para dar los iones de hidróxido requeridos (OH^-^), así como los iones de sodio (Na^+^).
Teoría de Brönsted-Lowry.
Algunas sustancias actúan como ácidos o bases cuando se disuelven en disolventes distintos del agua, como el amoniaco líquido. La teoría de Brönsted-Lowry, llamada así por el químico danés Johannes Brönsted y el químico británico Thomas Lowry, provee una definición mas general de ácidos y bases que se puede usar para tratar con soluciones que contienen agua como con aquellas que no contienen agua.
Define un ácido como un donante de protones y una base como receptor de protones. En la teoría de Brönsted-Lowry, el agua (H2O) puede ser considerado un ácido o una base ya que puede perder un protón para formar un ion hidróxido (OH^-^) o aceptar un protón para formar un ion hidronio (H3O^+^). Cuando un ácido pierde un protón, el resto de las especies puede ser un receptor de protones y se llama base conjugada del ácido.
Del mismo modo, cuando una base acepta un protón, la especie resultante puede ser un donante de protones y se llama ácido conjugado de esa base. Por ejemplo: cuando una molécula de agua pierde un protón para formar un ion hidróxido, el ion hidróxido puede ser considerado la base conjugada del ácido, agua. Cuando una molécula de agua acepta un protón para formar un ion hidronio, el ion hidronio se considera como el ácido conjugado de la base, agua.
Teoría de Lewis
Otra teoría que proporciona una amplia definición de ácidos y bases ha sido propuesto por el químico estadounidense Gilbert Lewis. La teoría de Lewis define un ácido como un compuesto que puede aceptar un par de electrones y una base como un compuesto que puede donar un par de electrones. El trifluoruro de boro (BF3) se puede considerar un ácido de Lewis y el alcohol etílico puede considerarse una base de Lewis.