Electrolitos

    Definición de Arrhenius de ácidos y bases.

    Propiedades y manipulación de ácidos y bases

    Fortaleza de los ácidos y bases

    Indicadores

    Escala de pH

    Reacciones de neutralización

Electrolitos.

Electrolitos son las sustancias que originan iones libres al disolverse en agua. La mayor parte de los compuestos iónicos (que tienen como enlace principal un enlace iónico) se disuelven en sustancias polares como el agua. Este proceso de disolución conlleva que las moléculas de agua se interponen entre los iones que forman el compuesto, separándo los cationes (iones positivos) de los aniones (iones negativos). Por tanto, las disoluciones de este tipo de sustancias, electrolitos, conducen la corriente eléctrica: los aniones se desplazan al polo positivo del generador (pila por ejemplo) y los cationes al polo negativo.

Definición de Arrhenius de ácidos y bases.

1. Según Arrhenius se denominan ácidos a aquellos electrolitos (sustancias que se disuelven en agua formando iones) que disueltos en agua producen iones H⁺ (ion hidrógeno). Por tanto, dichas sustancias, ácidos, disueltos en agua darían un anión y el catión H⁺.

Habitualmente el anión es un no metal (caso de los hidrácidos) o un grupo formado por no metal (también podría ser Mn, Cr,..) y oxígeno (caso de los oxácidos). Ejemplos de aniones procedentes de los ácidos en disolución acuosa:

De los hidrácidos: F^-, Cl^-, Br^-, I^-, S^2-,...

De los oxácidos: SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3-, SiO₄^2-, CO₃^2-,...

Ejemplos de ácidos en disolución:

• HCl  →  Cl^-   +  H⁺ 

• H₂SO₄  →  SO₄^2-  +  2 H⁺

• HNO₃  →  NO₃^-  +  H⁺

2. Según Arrhenius se denominan bases a aquellos electrolitos (sustancias que se disuelven en agua formando iones) que disueltos en agua producen iones OH^- (ion hidroxilo). Por tanto, dichas sustancias, bases, disueltos en agua darían un anión (OH^-) y un catión (un metal).

Ejemplos de bases en disolución:

• NaOH  →  Na⁺  +  OH^-

• Al(OH)₃  →  Al³⁺  + 3 OH^-

Propiedades y manipulación de ácidos y bases.

1. Propiedades de los ácidos:

• Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.

• Algunos metales (Zn, Mg,...) reaccionan con los ácidos desprendiendo hidrógeno (H₂).

• Presentan sabor agrio, el denominado sabor ácido⁽¹⁾

• Reaccionan con el mármol, desprendiendo CO₂.

• Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores (ver más adelante).

2. Propiedades de las bases:

• Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.

• Tienen sabor amargo ⁽¹⁾ y son untuosas al tacto ⁽¹⁾.

• Reaccionan con los ácidos produciendo sustancias totalmente diferentes (bases).

• Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores (ver más adelante).

Precauciones en la manipulación de los ácidos y de las bases. Al ser muchas de ellas bastante peligrosas han de mostrarse determinadas precauciones cuando se manipulan. Su ingestión o el contacto con el cuerpo pueden producir graves quemaduras (depende de la sustancia y de la concentración de la misma). Medidas a tomar:

• Evitar respirar los vapores, si se quiere comprobar el olor se debe echar hacia la nariz con la mano y a cierta distancia, nunca poniendo la nariz encima del frasco.

• No derramarlos sobre piel, ojos o ropas. Llevar guantes, gafas y bata para protegerse.

• No mezclarlos con ninguna sustancia a menos que sepamos que sucederá.

• Seguir las normas del fabricante.

• En caso de contacto, lavar con abundante agua la zona afectada y acudir al médico si la gravedad lo requiere.

• En caso de ingestión accidental, se debe acudir al centro hospitalario o llamar al teléfono que viene en los envases de productos de limpieza, indicando la marca / composición del producto ingerido.

• Los ácidos se pueden neutralizar en suelo y ropa con cal, carbonato de sodio o cenizas. La arena o tierra puede servir para retener y absorber parte de los mismos.

Fortaleza de los ácidos y bases.

Las disoluciones acuosas de los ácidos y de las bases proporciona iones H⁺ y OH^-, respectivamente, a la disolución; por tanto, conducen la corriente eléctrica. Pero como no todos los ácidos y base se disocian igual de bien en los iones que forman la sustancia. Esto lo podemos ver porque algunos ácidos y bases son buenos conductores de la corriente eléctrica en disolución y otros no tanto.

Se denominan ácidos fuertes y bases fuertes a aquellos que se disocian mucho en disolución; es decir, aquellos que tienen todo o gran cantidad de iones H⁺ (ácidos) o de iones OH^- (bases) al disolverse. Serán muy buenos conductores de la electricidad.

Se denominan ácidos débiles y bases débiles a aquellos que se disocian poco en disolución; es decir, aquellos que tienen poca cantidad de iones H⁺ (ácidos) o de iones OH^- (bases) al disolverse. Serán muy buenos conductores de la electricidad.

Indicadores.

Son sustancias que cambian de color al reaccionar con una disolución ácida o básica.

Uno de los indicadores más antiguos es un tinte vegetal denominado tornasol. Vuelve de color rojo las disoluciones ácidas y de color azul las básicas.

Uno de los indicadores más habituales en los laboratorios es la fenoftaleína:

• En medio ácido la disolución con fenoftaleína es incolora.
• En medio básico la disolución con fenoftaleína es roja.

Existe un indicador universal que cambia de color en función de lo ácido o básico que sea el medio.

Escala de pH.

El pH es una medida relacionada con la concentración de iones hidrógeno (H⁺). A mayor concentración de iones H⁺, más ácida es la disolución y su pH es más pequeño. Cuanto más básica es la disolución, menos concentración de H⁺ hay y más de OH^-, el pH es mayor.

El pH de una disolución neutra (ni ácida ni básica) es 7. El de las disoluciones ácidas es menor de siete y el de las básica mayor de siete:

Reacciones de neutralización.

Son reacciones en las que los reactivos son un ácido y una base. El resultado, si la reacción es estequiométrica, es una disolución neutra en principio. Reaccionan los iones H⁺ con los iones OH^- para dar agua.

Cuando a un ácido le echamos una base llegará un momento en que se neutralice, lo podemos ver por el cambio de color de un indicador. Si volvemos a echar ácido, volverá a tomar el color original, la disolución volverá a ser ácida.

Si partimos de una disolución básica ocurrirá lo contrario. Llegará un momento que si echamos ácido se neutralice (el color de la disolución con indicador cambia). Si volvemos a echar la base volverá a adquirir el color original, volverá a ser básica.

Para practicar neutralizaciones te recomendamos practiques con la actividad denominada 'neutralización ácido-base'

Por lo general se cumple la siguiente reacción en las neutralizaciones:

ácido   +  hidróxido (base)   →   sal   + agua  (H₂O)

Observaciones: Según el tipo de ácido y de base que reaccionen, la sal podría no ser tan neutra como se ha indicado, podría tener comportamiento ligeramente ácido o ligeramente básico.

⁽¹⁾ No hay que probar ni tocar ninguna sustancia química desconocida y no comestible. Estas propiedades se dan a mero título informativo y por si alguna sustancia comestible que probéis la presenta, para que podáis clasificarla en este grupo.