Quinta semana del tercer periodo grado noveno

Ácidos y bases de Arrhenius

Puntos más importantes

• Un ácido de Arrhenius es cualquier especie que aumenta la concentración de $\text{H}^+$start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript en una solución acuosa.
   
• Una base de Arrhenius es cualquier especie que aumenta la concentración de $\text{OH}^-$start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript en una solución acuosa.
   
• En solución acuosa, los iones $\text{H}^+$start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript reaccionan inmediatamente con las moléculas de agua para formar iones hidronio, $\text{H}_3\text{O}^+$start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript.
   
• En una reacción ácido-base o reacción de neutralización, un ácido y una base de Arrhenius reaccionan generalmente para formar agua y una sal.

¡Del vinagre en tu despensa hasta el jabón en la ducha, los ácidos y bases están por todas partes! Pero ¿qué significa decir que algo es ácido o básico? Para responder a esta pregunta, necesitamos examinar algunas de las teorías que describen los ácidos y las bases.

Los ácidos de Arrhenius

La teoría de ácidos y bases de Arrhenius fue propuesta originalmente por el químico sueco Svante Arrhenius en 1884, quien sugirió clasificar ciertos compuestos como ácidos o bases de acuerdo con el tipo de iones que se forman cuando el compuesto se añade al agua.

 

Un ácido de Arrhenius es cualquier especie que aumenta la concentración de iones $\greenD{\text{H}^+}$start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54 (o protones) en solución acuosa. Por ejemplo, consideremos la reacción de disociación para el ácido clorhídrico, $\text{HCl}$, en agua:

 

Cuando hacemos una solución acuosa de ácido clorhídrico, el $\greenD{\text{H}}\text{Cl}$ se disocia en iones $\greenD{\text{H}^+}$ y $\text{Cl}^-$start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript. Ya que esto resulta en un aumento en la concentración de iones $\greenD{\text{H}^+}$start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54 en solución, el ácido clorhídrico es considerado un ácido de Arrhenius.  

Las bases de Arrhenius

Una base de Arrhenius se define como cualquier especie que aumenta la concentración de iones hidróxido, $\redD{\text{OH}^-}$start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, en solución acuosa. Un ejemplo de una base de Arrhenius es el hidróxido de sodio, $\text{NaOH}$, que es altamente soluble. El hidróxido de sodio se disocia en agua de la manera siguiente:

 

En agua, el hidróxido de sodio se disocia completamente para formar iones $\redD{\text{OH}^-}$ y $\text{Na}^+$start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, resultando en un incremento en la concentración de iones hidróxido. Por lo tanto, $\text{NaOH}$ es una base de Arrhenius. Las bases de Arrhenius más comunes incluyen otros hidróxidos del grupo 1 y grupo 2 como $\text{LiOH}$ y $\text{Ba(OH)}_2$start text, B, a, left parenthesis, O, H, right parenthesis, end text, start subscript, 2, end subscript.

 

Reacciones ácido-base: ácido de Arrhenius + base de Arrhenius = agua + sal

Cuando un ácido de Arrhenius reacciona con una base de Arrhenius, los productos son generalmente agua y una sal. Estas reacciones también se conocen como reacciones de neutralización. Por ejemplo, ¿qué pasa cuando combinamos soluciones acuosas de ácido fluorhídrico $\text{HF}$ y de hidróxido de litio $\text{LiOH}$?

 

Si pensamos en la solución ácida y la solución básica por separado, sabemos que:

 

Un ácido de Arrhenius aumenta la concentración de $\greenD{\text H^+}(ac)$:

Una base de Arrhenius aumenta la concentración de $\redD{\text{OH}^-}(ac)$:

 

Cuando el ácido y la base se combinan en la solución, se produce $\text H_2 \text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text a partir de la reacción entre los iones hidrógeno y los iones hidróxido, mientras que los otros iones forman la sal $\text{LiF}(ac)$start text, L, i, F, end text, left parenthesis, a, c, right parenthesis:

 

Si sumamos las reacciones para la formación de agua y la formación de la sal, obtenemos la reacción general de neutralización entre el ácido fluorhídrico y el hidróxido de litio: 

 

Reacciones de neutralización

Este tipo de reacción química se produce cuando una sustancia básica y otra ácida interaccionan de tal manera que se neutralizan formando un compuesto neutro y agua.