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- En este artículo, aprenderás cómo reaccionan los ácidos con los metales.
- Cómo reaccionan los ácidos con los hidróxidos metálicos.
- Cómo reaccionan los ácidos con los carbonatos y bicarbonatos metálicos.
- Cómo reaccionan los ácidos con las bases débiles.
En una disolución acuosa, los ácidos se ionizan para dar un catión H+ y un anión.
Una solución acuosa es cualquier solución en la que el agua es el disolvente , es decir, una solución en la que se utiliza agua para disolver algo.
Al mezclar sal de mesa con agua se obtiene una solución acuosa de sal. Del mismo modo, mezclar café en agua forma una solución acuosa.
Considera un ácido arbitrario HA. El ácido HA se ioniza en una solución acuosa de la siguiente manera
$$HA\rightarrow H^{+}+A^{-}$$
Aquí, H+ es un ion hidrógeno, y A- es cualquier anión. El anión del ácido (A-) puede ser monoatómico o poliatómico. Los aniones monoatómicos pueden ser cloruro (Cl-), bromuro (Br-), etc. Los aniones poliatómicos constan de varios átomos, como el nitrato (NO3-), el sulfato (SO42-), el carbonato (CO32-).
Los ácidos son sustancias químicas que saben agrias en solución acuosa, son corrosivas y tiñen de rojo el papel tornasol azul.
Los ácidos son sustancias que, o bien liberan protones (H+) en una solución acuosa, o bien forman un enlace covalente con un par de electrones no enlazantes de otra molécula.
Los ácidos que liberan iones H + se llaman ácidos de Bronsted-Lowry.
Los ácidos que forman un enlace covalente con un par de electrones no enlazantes de otra molécula(aceptan un par de electrones) se llaman ácidos de Lewis.
Ácidos fuertes y ácidos débiles
Algunos ácidos son ácidos fuertes, mientras que otros son ácidos débiles. Los ácidos fuertes son los que se ionizan completamente para dar iones H+ en una solución acuosa. Los ácidos débiles no se ionizan completamente en una disolución acuosa. Una solución con cierta cantidad de ácido débil será menos ácida que una solución con la misma cantidad de un ácido fuerte.
La acidez de una solución se mide en una escala de pH. La escala de pH varía de 0 a 14. Las soluciones con pH < 7 son ácidas, las soluciones con pH > 7 son básicas, y pH = 7 indica solución neutra. El agua tiene un pH de 7. Los ácidos muy fuertes tienen un pH de 0 (ácido clorhídrico con una concentración de 1 mol L-1). Del mismo modo, las bases muy fuertes tienen un pH de 14 (hidróxido de sodio con una concentración de 1 mol L-1).
El pH de una solución es más bajo (más ácido) si la concentración de iones H+ es mayor. Un ácido débil no se ioniza completamente en una solución acuosa, por lo que la concentración de iones H+ es menor, y por tanto, el pH es menor. Por eso es menos ácida que una solución con la misma cantidad de ácido fuerte.
Algunos ejemplos de ácidos son:
- Ácido clorhídrico HCl (fuerte).
- Ácido Hidrobromhídrico HBr (fuerte).
- Ácido nítrico HNO3 (fuerte).
- Ácido sulfúrico H2SO4( fuerte).
- Ácido sulfuroso H2SO3( débil).
- Ácido carbónico H2CO3( débil).
- Ácido acético CH3COOH(débil).
Todos los ácidos reaccionan de forma similar con determinadas sustancias. Estudiaremos estas reacciones generales de los ácidos, que incluyen
- Reacción de los ácidos con los hidróxidos metálicos.
- Reacción de los ácidos con los metales.
- Reacción de los ácidos con carbonatos y bicarbonatos metálicos.
- Reacción de los ácidos con bases débiles.
Reacción de los ácidos con los hidróxidos metálicos
Los hidróxidos metálicos son sustancias químicas que neutralizan los ácidos. Todos los hidróxidos metálicos son bases o álcalis.
Las bases son sustancias que saben amargas en solución acuosa, son resbaladizas al tacto y cambian el color del papel tornasol azul a rojo. Las bases liberan iones hidróxido (OH-) en una solución acuosa.
Los álcalis son bases solubles en agua. Todos los álcalis son bases, pero no todas las bases son álcalis.
Cuando un ácido reacciona con una base, la reacción produce sal y agua. el cloruro sódico (componente clave de la sal de mesa) se produce por la reacción del ácido clorhídrico y el hidróxido sódico, una base.
ÁCIDO + HIDRÓXIDO DE SODIO + BASE SAL + AGUA$$
En química, una sal es un compuesto iónico formado por un catión (ion positivo) procedente de una base y un anión (ion negativo) procedente de un ácido.
El cloruro sódico (NaCl), componente clave de la sal de mesa, puede producirse con la reacción del ácido clorhídrico (HCl), que es un ácido, y el hidróxido sódico (NaOH), que es una base.
La reacción del ácido clorhídrico y el hidróxido sódico produce cloruro sódico, una sal que es el principal componente de la sal de mesa utilizada en la cocina.
$$HCl+NaOH\narrow NaCl+H_{2}O$$
El ion hidrógeno H+ del ácido y el ion hidróxido OH- de la base se combinan para formar agua. Mientras que el anión del ácido y el catión de la base se combinan para formar la sal. Observa otra reacción ácido-base -
$$H_{2}SO_{4\_(aq)}+Cu(OH)_{2} {{2}}derecho a CuSO_{4}+2H_{2}O$$
El ácido sulfúrico reacciona con el hidróxido de cobre para producir sulfato de cobre y Agua. El anión del ácido sulfúrico es el sulfato (SO4-), y el catión del hidróxido de cobre es el cobre (Cu2+). Veamos ahora otro tipo de ácido que reacciona con una base
$$HNO_{3}+NaOH\rightarrow NaNO_{3}+H_{2}O$$
El HNO3es el ácido nítrico. Cuando reacciona con la base hidróxido sódico (NaNO3), se produce la sal nitrato sódico (NaNO3).
Puntos a recordar sobre la reacción de ácidos y bases:
- La reacción del ácido clorhídrico con una base producirá sales de cloruro, como cloruro de sodio (NaCl), cloruro de cobre (CuCl2), etc.
- La reacción del ácido sulfúrico con una base producirá sales de sulfato, como sulfato de sodio (NaSO4), sulfato de cobre (CuSO4), etc.
- La reacción del ácido nítrico con una base producirá sales de nitrato, como nitrato de sodio (NaNO3), nitrato de cobre (CuNO3), etc.
Reacciones de los ácidos con los metales
Los ácidos reaccionan con los metales para dar una sal y gas Hidrógeno.
Ácido + metal en flecha recta Sal+H_2(g)}$$
El metal forma un compuesto con el anión liberado por el ácido, y el catión H+ liberado se combina para formar hidrógeno.
Tomemos el ejemplo de la reacción del cloruro de hidrógeno con el magnesio.
$$HCl_{(aq)}+Mg_{(s)}rightarrow MgCl_{2\(aq)}+H_{2\(g)}$$
El ácido clorhídrico se ioniza en iones hidrógeno (H+) e iones cloruro (Cl-). El magnesio sólido reacciona con el ácido para formar cloruro de magnesio, y se desprende gas hidrógeno.
Mientras realizas esta reacción en una probeta en el laboratorio de química, puedes comprobar el gas hidrógeno desprendido acercando una tablilla encendida a la probeta. El hidrógeno es muy inflamable y oirás un chasquido cuando el hidrógeno liberado se encienda debido a la tablilla encendida.
Dado que la reacción del ácido con los metales es espontánea (se produce automáticamente sin ayuda de calor ni catalizador), los ácidos se consideran corrosivos para los metales. Los metales pierden sus propiedades cuando reaccionan con los ácidos formando sales. Esto puede causar daños en estructuras u objetos metálicos. A esto se le llama corrosión de los metales.
Ten en cuenta que la reacción de los metales con elácido no se llama corrosión, sólo causa la corrosión.
Reacción de los Ácidos con los Carbonatos Metálicos y los Carbonatos Metálicos de Hidrógeno
Los carbonatos metálicos son compuestos que tienen un metal como catión y un ion carbonato (CO32-) como anión. Los ácidos reaccionan con los carbonatos metálicos para producir sal, agua y dióxido de carbono.
Ácido + carbonato metálico Sal + agua + CO_2(g)}$$
Como ejemplo, observa la reacción del ácido clorhídrico y el carbonato de cobre:
$$2HCl_(aq)}+CuCO_{3 (s)}+CuCl_{2}(aq)}+H_{2}O_(l)}+CO_{2}(g)}$$
Los productos son similares a los que se obtendrían si el ácido clorhídrico reaccionara con el hidróxido de cobre (Cu(OH)2), con un producto adicional de dióxido de carbono que se desprende debido a la presencia del grupo carbonato. Veamos otro ejemplo:
$$HBr_{(aq)}+MgCO_{3(s)}\rightarrow MgBr_{2(aq)}+H_{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
El ácido de la reacción anterior es bromuro de hidrógeno (HBr), que reacciona con carbonato de magnesio (MgCO3). La sal producida es el bromuro de magnesio (MgBr2)
Los hidrogenocarbonatos metálicos son sustancias químicas que tienen un metal como catión y HCO3- como anión. Los hidrogenocarbonatos metálicos también se llaman bicarbonatos metálicos.
Ácido + bicarbonato metálico Sal + agua + CO_2 (g)}$$
Los bicarbonatos metálicos reaccionan con los ácidos y producen los mismos productos que los carbonatos metálicos.
$$HCl_{(aq)}+NaHCO_{3(s)}\rightarrow NaCl_{(aq)}+H_{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
En la reacción anterior, el ácido clorhídrico reacciona con el bicarbonato sódico (NaHCO3) para producir sal de cloruro sódico, junto con agua y gas carbónico. Observa otro ejemplo: la reacción del bicarbonato potásico con el ácido nítrico.
$$HNO_{3(aq)}+KHCO_{3(s)}\rightarrow KNO_{3(aq)}+H^{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
La sal producida en esta reacción es nitrato potásico (KNO3) y, como es habitual, se desprende gas carbónico.
Reacción de los ácidos con las bases débiles
Los ácidos neutralizan las bases débiles, igual que lo hacen con las bases fuertes. Pero algunas bases débiles no contienen hidróxido (OH-), por lo que no producen agua al reaccionar con los ácidos.
Ácido + base débil Sal + agua$$
El amoníaco es un ejemplo de base débil.
$$HCl_{(aq)}+NH_{3(g)}\rightarrow NH_{4}Cl_{(aq)}$$
La reacción del amoníaco con el ácido clorhídrico produce cloruro de amonio.
A diferencia de muchas otras bases, no contiene un ion hidróxido (OH-). El amoníaco tiene una gran afinidad por el protón, es decir, acepta fácilmente un ion H+. El amoníaco gana un ion H+ para convertirse en ion amonio (NH4+). Los ácidos reaccionan con el amoníaco para producir sales de amonio.
¿Puedes adivinar cuál será el producto si el amoníaco reacciona con el ácido sulfúrico?
$$H_{2}SO_{4(aq)}+2NH_{3(g)}\rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4(aq)}$$
La reacción anterior es de ácido sulfúrico y amoníaco. En la reacción se produce una sal de sulfato de amonio.
Otro ejemplo de base débil es el hidróxido de aluminio. La reacción del Al(OH)3 con un ácido produce sal y agua.
$$HCl+Al(OH)_{3}\rightarrow AlCl_{3}+H_{2}O$$
Reacciones de los ácidos - Puntos clave
- Un ácido se ioniza en el agua para dar un anión y un ion hidrógeno (H+), que es un catión.
- El anión liberado por un ácido puede ser monoatómico o poliatómico, según la composición química del ácido.
- Los aniones monoatómicos incluyen (pero no se limitan a)cloruro (Cl-), bromuro (Br-), fluoruro (F-). Los aniones poliatómicos incluyen (pero no se limitan a)nitrato (NO3-), sulfato (SO42-), carbonato (CO32-).
- Algunos ejemplos de ácidos son
- Ácido clorhídrico HCl
- Ácido bromhídrico HBr.
- Ácido nítrico HNO3.
- Ácido sulfúrico H2SO4.
- Ácido sulfuroso H2SO3.
- Ácido carbónico H2CO3.
- Los ácidos reaccionan con las bases para producir sal y agua.
- Una sal esuna sustancia química formada por un catión (ion positivo) procedente de una base y un anión (ion negativo) procedente de un ácido .
- Los ácidos reaccionan con los metales para producir sal y gas hidrógeno.
- La reacción de un metal con un ácido provoca la corrosión del metal.
- La reacción de los ácidos con los carbonatos metálicos, así como con los bicarbonatos metálicos, produce sal, agua y gas carbónico.
- La reacción de los ácidos con el amoníaco produce sales de amonio.
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