Una reacción ácido-base o reacción de
neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base.
Existen varios conceptos que proporcionan definiciones alternativas para los
mecanismos de reacción involucrados en estas reacciones, y su aplicación en
problemas en disolución relacionados con ellas. A pesar de las diferencias en
las definiciones, su importancia se pone de manifiesto como los diferentes
métodos de análisis cuando se aplica a reacciones ácido-base de especies
gaseosas o líquidas, o cuando el carácter ácido o básico puede ser algo menos
evidente. El primero de estos conceptos científicos de ácidos y bases fue
proporcionado por el químico francés Antoine Lavoisier, alrededor de 1776.
Definición de Lavoisier
Dado que el conocimiento de Lavoisier de los ácidos
fuertes estaba restringido principalmente a los oxácidos, que tienden a
contener átomos centrales en un alto estado de oxidación rodeados de átomos de
oxígeno, tales como el HNO3 y el H2SO4, y
puesto que no era consciente de la verdadera composición de los ácidos
hidrácidos (HF, HCl, HBr, y HI), definió
los ácidos en términos de su contenido “oxígeno”, (que él llamó de esta forma a
partir de las palabras griegas que significan "formador de ácido"
(del griego οξυς (oxys) que significa "ácido" o "sostenido"
y γεινομαι (geinomai) que significa "engendrar"). La definición de
Lavoisier, se celebró como una verdad absoluta durante más de 30 años, hasta el
artículo de 1810 y posteriores conferencias a cargo de Sir Humphry Davy en las
que demostró la carencia de oxígeno en el H2S, H2Te
y los hidrácidos.
Definición de Liebig
Esta definición fue propuesta por Justus von Liebig,
aproximadamente en 1838,2 sobre
la base de su extensa obra acerca de la composición química de los ácidos
orgánicos. Esto acabó con la distinción doctrinal entre ácidos basados en el
oxígeno y ácidos basados en hidrógeno, iniciada por Davy. Según Liebig, un
ácido es una sustancia que contiene hidrógeno que puede ser reemplazado por un
metal.3 La
definición de Liebig, aún siendo completamente empírica, se mantuvo en uso
durante casi 50 años, hasta la adopción de la definición de Arrhenius.4
Definición de Arrhenius
Svante Arrhenius.
La definición de Arrhenius de las reacciones ácido-base
es un concepto ácido-base más simplificado desarrollado por el químico sueco
Svante Arrhenius, que fue utilizado para proporcionar una definición más
moderna de las bases que siguió a su trabajo con Friedrich Wilhelm Ostwald en
el que establecían la presencia de iones en solución acuosa en 1884, y que llevó a Arrhenius a recibir el
Premio Nóbel de Química en 1903 como "reconocimiento de sus
extraordinarios servicios... prestados al avance de la química por su teoría de
la disociación electrolítica".
Tal como se definió en el momento del descubrimiento, las
reacciones ácido-base se caracterizan por los ácidos de Arrhenius, que se
disocian en solución acuosa formando iones hidrógeno (H+),
reconocidos posteriormente como ión hidronio (H3O+), y
las bases de Arrhenius que forman aniones hidróxido (OH−). Más
recientemente, las recomendaciones de la IUPAC sugieren ahora el término más
nuevo de "oxonio" , en lugar de el también aceptado y más antiguo de
"hidronio"7 para
ilustrar los mecanismos de reacción, tales como los definidos en las
definiciones de Bronsted-Lowry y sistemas solventes, más claramente que con la
definición de Arrhenius que actúa como un simple esquema general del carácter
ácido-base.5 La
definición de Arrhenius se puede resumir como "los ácidos de Arrhenius
forman iones hidrógeno en solución acuosa, mientras que las bases de Arrhenius
forman iones hidróxido".
La tradicional definición acuosa de ácido-base del
concepto de Arrhenius se describe como la formación de agua a partir de iones
hidrógeno e hidróxido, o bien como la formación de iones hidrógeno e hidróxido
procedentes de la disociación de un ácido y una base en solución acuosa:
H+ (aq) + OH− (aq)
H2O
(En los tiempos modernos, el uso de H+ se considera como una abreviatura de H3O+, ya que actualmente se conoce que el protón aislado H+ no existe como especie libre en solución acuosa.)
Esto conduce a la definición de que, en las reacciones ácido-base
de Arrhenius, se forma una sal y agua a partir de la reacción entre un ácido y
una base.5 En
otras palabras, es una reacción de neutralización.
ácido+ + base− → sal + agua
Los iones positivos procedentes de una base forma una sal
con los iones negativos procedentes de un ácido. Por ejemplo, dos moles de la
base hidróxido de sodio (NaOH) pueden combinarse con un mol de ácido sulfúrico
(H2SO4) para formar dos moles de agua y un mol de sulfato de sodio.
2 Na OH + H2SO4 → 2 H2O
+ Na2SO4
los metales tienden a tener energías de ionizacionbajas y
por tanto se oxidan
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