No subestimes el papel de los ácidos en nuestras vidas, porque muchos de ellos son simplemente insustituibles en la vida cotidiana. Primero, recordemos qué son los ácidos. Son sustancias complejas. La fórmula se escribe de la siguiente manera: HnA, donde H es hidrógeno, n es el número de átomos, A es el residuo ácido.
Las principales propiedades de los ácidos incluyen la capacidad de reemplazar moléculas de átomos de hidrógeno con átomos de metal. La mayoría de ellos no sólo son cáusticos, sino también muy venenosos. Pero también están los que encontramos constantemente, sin perjudicar nuestra salud: vitamina C, ácido cítrico, ácido láctico. Consideremos las propiedades básicas de los ácidos.
Propiedades físicas
Las propiedades físicas de los ácidos suelen proporcionar pistas sobre su carácter. Los ácidos pueden existir en tres formas: sólido, líquido y gaseoso. Por ejemplo: el ácido nítrico (HNO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4) son líquidos incoloros; El bórico (H3BO3) y el metafosfórico (HPO3) son ácidos sólidos. Algunos de ellos tienen color y olor. Los diferentes ácidos se disuelven de forma diferente en agua. También los hay insolubles: H2SiO3 - silicio. Las sustancias líquidas tienen un sabor amargo. Algunos ácidos llevan el nombre de las frutas en las que se encuentran: ácido málico, ácido cítrico. Otros reciben su nombre por los elementos químicos que contienen.
Clasificación de ácidos
Los ácidos suelen clasificarse según varios criterios. El primero se basa en el contenido de oxígeno que contienen. A saber: que contienen oxígeno (HClO4 - cloro) y sin oxígeno (H2S - sulfuro de hidrógeno).
Por número de átomos de hidrógeno (por basicidad):
- Monobásico: contiene un átomo de hidrógeno (HMnO4);
- Dibásico – tiene dos átomos de hidrógeno (H2CO3);
- Los tribásicos, en consecuencia, tienen tres átomos de hidrógeno (H3BO);
- Polibásico: tiene cuatro o más átomos, son raros (H4P2O7).
Según las clases de compuestos químicos, se dividen en ácidos orgánicos e inorgánicos. Los primeros se encuentran principalmente en productos de origen vegetal: ácidos acético, láctico, nicotínico y ascórbico. Los ácidos inorgánicos incluyen: sulfúrico, nítrico, bórico, arsénico. El abanico de sus aplicaciones es bastante amplio, desde necesidades industriales (producción de tintes, electrolitos, cerámicas, fertilizantes, etc.) hasta cocinar o limpiar alcantarillas. Los ácidos también se pueden clasificar por su fuerza, volatilidad, estabilidad y solubilidad en agua.
Propiedades químicas
Consideremos las propiedades químicas básicas de los ácidos.
- La primera es la interacción con los indicadores. Como indicadores se utilizan tornasol, naranja de metilo, fenolftaleína y papel indicador universal. En soluciones ácidas, el color del indicador cambiará de color: tornasol e ind universal. el papel se volverá rojo, el naranja de metilo se volverá rosa y la fenolftaleína permanecerá incolora.
- El segundo es la interacción de ácidos con bases. Esta reacción también se llama neutralización. Un ácido reacciona con una base, dando como resultado sal + agua. Por ejemplo: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2 H2O.
- Dado que casi todos los ácidos son muy solubles en agua, la neutralización se puede realizar tanto con bases solubles como insolubles. La excepción es el ácido silícico, que es casi insoluble en agua. Para neutralizarlo se requieren bases como KOH o NaOH (son solubles en agua).
- El tercero es la interacción de ácidos con óxidos básicos. Aquí también se produce una reacción de neutralización. Los óxidos básicos son "parientes" cercanos de las bases, por lo que la reacción es la misma. Usamos estas propiedades oxidantes de los ácidos con mucha frecuencia. Por ejemplo, para eliminar el óxido de las tuberías. El ácido reacciona con el óxido para formar una sal soluble.
- Cuarto: reacción con metales. No todos los metales reaccionan igual de bien con los ácidos. Se dividen en activos (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) e inactivos (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). También vale la pena prestar atención a la fuerza del ácido (fuerte, débil). Por ejemplo, los ácidos clorhídrico y sulfúrico son capaces de reaccionar con todos los metales inactivos, mientras que los ácidos cítrico y oxálico son tan débiles que reaccionan muy lentamente incluso con metales activos.
- Quinto, la reacción de los ácidos que contienen oxígeno al calentamiento. Casi todos los ácidos de este grupo se descomponen cuando se calientan en óxido de oxígeno y agua. Las excepciones son el ácido carbónico (H3PO4) y el ácido sulfuroso (H2SO4). Cuando se calientan, se descomponen en agua y gas. Esto hay que recordarlo. Esas son todas las propiedades básicas de los ácidos.
| Fórmulas ácidas | Nombres de ácidos | Nombres de las sales correspondientes. |
| HClO4 | cloro | percloratos |
| HClO3 | hipocloroso | cloratos |
| HClO2 | cloruro | cloritos |
| HClO | hipocloroso | hipocloritos |
| H5IO6 | yodo | periodatos |
| HÍO 3 | yódico | yodatos |
| H2SO4 | sulfúrico | sulfatos |
| H2SO3 | sulfuroso | sulfitos |
| H2S2O3 | tioazufre | tiosulfatos |
| H2S4O6 | tetratiónico | tetrationatos |
| HNO3 | nitrógeno | nitratos |
| HNO2 | nitrogenado | nitritos |
| H3PO4 | ortofosfórico | ortofosfatos |
| HPO3 | metafosfórico | metafosfatos |
| H3PO3 | fosforoso | fosfitos |
| H3PO2 | fosforoso | hipofosfitos |
| H2CO3 | carbón | carbonatos |
| H2SiO3 | silicio | silicatos |
| HMnO4 | manganeso | permanganatos |
| H2MnO4 | manganeso | manganatos |
| H2CrO4 | cromo | cromatos |
| H2Cr2O7 | dicromo | dicromáticos |
| frecuencia cardíaca | fluoruro de hidrógeno (fluoruro) | fluoruros |
| HCl | clorhídrico (clorhídrico) | cloruros |
| HBr | bromhídrico | bromuros |
| HOLA | yoduro de hidrógeno | yoduros |
| H2S | sulfuro de hidrógeno | sulfuros |
| HCN | cianuro de hidrógeno | cianuros |
| HOCN | cian | cianatos |
Permítanme recordarles brevemente, utilizando ejemplos específicos, cómo se deben llamar correctamente las sales.
Ejemplo 1. La sal K 2 SO 4 está formada por un residuo de ácido sulfúrico (SO 4) y el metal K. Las sales de ácido sulfúrico se llaman sulfatos. K 2 SO 4 - sulfato de potasio.
Ejemplo 2. FeCl 3: la sal contiene hierro y un residuo de ácido clorhídrico (Cl). Nombre de la sal: cloruro de hierro (III). Atención: en este caso no sólo debemos nombrar el metal, sino también indicar su valencia (III). En el ejemplo anterior esto no era necesario, ya que la valencia del sodio es constante.
Importante: ¡el nombre de la sal debe indicar la valencia del metal solo si el metal tiene una valencia variable!
Ejemplo 3. Ba(ClO) 2: la sal contiene bario y el resto de ácido hipocloroso (ClO). Nombre de la sal: hipoclorito de bario. La valencia del metal Ba en todos sus compuestos es dos, no es necesario indicarlo.
Ejemplo 4. (NH4)2Cr2O7. El grupo NH 4 se llama amonio, la valencia de este grupo es constante. Nombre de la sal: dicromato de amonio (dicromato).
En los ejemplos anteriores solo encontramos los llamados. Sales medias o normales. Aquí no se tratarán las sales ácidas, básicas, dobles y complejas, ni las sales de ácidos orgánicos.
Si está interesado no solo en la nomenclatura de las sales, sino también en los métodos de preparación y las propiedades químicas, le recomiendo que consulte las secciones correspondientes del libro de referencia de química: "
Ácidos Son sustancias complejas cuyas moléculas incluyen átomos de hidrógeno que pueden reemplazarse o intercambiarse por átomos de metal y un residuo ácido.
Según la presencia o ausencia de oxígeno en la molécula, los ácidos se dividen en que contienen oxígeno.(H 2 SO 4 ácido sulfúrico, H 2 SO 3 ácido sulfuroso, HNO 3 ácido nítrico, H 3 PO 4 ácido fosfórico, H 2 CO 3 ácido carbónico, H 2 SiO 3 ácido silícico) y libre de oxigeno(Ácido fluorhídrico HF, ácido clorhídrico HCl (ácido clorhídrico), ácido bromhídrico HBr, ácido yodhídrico HI, ácido hidrosulfuro H 2 S).
Dependiendo del número de átomos de hidrógeno en la molécula de ácido, los ácidos son monobásicos (con 1 átomo de H), dibásicos (con 2 átomos de H) y tribásicos (con 3 átomos de H). Por ejemplo, el ácido nítrico HNO 3 es monobásico, ya que su molécula contiene un átomo de hidrógeno, el ácido sulfúrico H 2 SO 4 – dibásico, etc.
Hay muy pocos compuestos inorgánicos que contengan cuatro átomos de hidrógeno y que puedan ser reemplazados por un metal.
La parte de una molécula de ácido sin hidrógeno se llama residuo ácido.
Residuos ácidos pueden consistir en un átomo (-Cl, -Br, -I) - estos son residuos ácidos simples, o pueden consistir en un grupo de átomos (-SO 3, -PO 4, -SiO 3) - estos son residuos complejos.
En soluciones acuosas, durante las reacciones de intercambio y sustitución, los residuos ácidos no se destruyen:
H 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2 HCl
La palabra anhídrido significa anhidro, es decir, un ácido sin agua. Por ejemplo,
H2SO4 – H2O → SO3. Los ácidos anóxicos no tienen anhídridos.
Los ácidos reciben su nombre del nombre del elemento formador de ácido (agente formador de ácido) con la adición de las terminaciones "naya" y con menos frecuencia "vaya": H 2 SO 4 - sulfúrico; H 2 SO 3 – carbón; H 2 SiO 3 – silicio, etc.
El elemento puede formar varios ácidos oxigenados. En este caso, las terminaciones indicadas en los nombres de los ácidos serán cuando el elemento exhiba una valencia más alta (la molécula de ácido contiene un alto contenido de átomos de oxígeno). Si el elemento tiene una valencia más baja, la terminación del nombre del ácido será "vacía": HNO 3 - nítrico, HNO 2 - nitrogenado.
Los ácidos se pueden obtener disolviendo anhídridos en agua. Si los anhídridos son insolubles en agua, el ácido se puede obtener mediante la acción de otro ácido más fuerte sobre la sal del ácido requerido. Este método es típico tanto para oxígeno como para ácidos libres de oxígeno. Los ácidos libres de oxígeno también se obtienen mediante síntesis directa a partir de hidrógeno y un no metal, seguida de disolución del compuesto resultante en agua:
H2 + Cl2 → 2HCl;
H 2 + S → H 2 S.
Las soluciones de las sustancias gaseosas resultantes HCl y H 2 S son ácidos.
En condiciones normales, los ácidos existen tanto en estado líquido como sólido.
Propiedades químicas de los ácidos.
Las soluciones ácidas actúan sobre los indicadores. Todos los ácidos (excepto el silícico) son muy solubles en agua. Sustancias especiales: los indicadores le permiten determinar la presencia de ácido.
Los indicadores son sustancias de estructura compleja. Cambian de color dependiendo de su interacción con diferentes químicos. En soluciones neutras tienen un color, en soluciones de bases tienen otro color. Al interactuar con un ácido, cambian de color: el indicador de naranja de metilo se vuelve rojo y el indicador de tornasol también se vuelve rojo.
Interactuar con bases con la formación de agua y sal, que contiene un residuo ácido inalterado (reacción de neutralización):
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O.
Interactuar con óxidos base. con la formación de agua y sal (reacción de neutralización). La sal contiene el residuo ácido del ácido que se usó en la reacción de neutralización:
H 3 PO 4 + Fe 2 O 3 → 2 FePO 4 + 3 H 2 O.
Interactuar con metales.
Para que los ácidos interactúen con los metales, se deben cumplir ciertas condiciones:
1. El metal debe ser suficientemente activo con respecto a los ácidos (en la serie de actividad de los metales debe ubicarse antes que el hidrógeno). Cuanto más a la izquierda está un metal en la serie de actividad, más intensamente interactúa con los ácidos;
2. el ácido debe ser lo suficientemente fuerte (es decir, capaz de donar iones de hidrógeno H+).
Cuando ocurren reacciones químicas de ácido con metales, se forma sal y se libera hidrógeno (excepto en la interacción de metales con ácidos nítrico y sulfúrico concentrado):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO 3 → CuNO 3 + 2 NO 2 + 2 H 2 O.
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¿Qué son los ácidos?
Esta clase de compuestos químicos, como los ácidos, son conocidos por la humanidad desde la antigüedad. Una característica distintiva de estas sustancias es su sabor amargo, de ahí su nombre. Y el oxígeno debe su nombre al nombre de ácido, ya que Lavoisier lo consideraba un componente esencial de los ácidos, lo que resultó ser un error.
Hoy en día se conocen muchos ácidos que no contienen oxígeno en su composición. Y una gran cantidad de sustancias que contienen oxígeno, pero no ácidos.
Ácidos y sus propiedades.
También en química, los ácidos son sustancias complejas que tienen hidrógeno y un residuo ácido en su molécula.
Muchos científicos nombraron sus definiciones de ácidos e identificaron varias propiedades por las cuales se determinan los ácidos. Así, hoy en día la división en ácidos de Bronsted y Lewis es la más utilizada.
- Según Brønsted, un ácido es un compuesto químico o ion que puede donar un protón a otro compuesto llamado base.
- Según el ácido de Lewis, una sustancia forma un par con una base de Lewis al aceptar su par de electrones. Esta teoría cubre un área más amplia de compuestos químicos y es más completa y general.
Propiedades químicas
Los ácidos son diversas sustancias que tienen ciertas propiedades comunes, a saber:
- El sabor amargo del que ya hablamos.
- La presencia de hidrógeno en un compuesto cuyos átomos pueden intercambiarse con el metal para formar una sal.
- Y la capacidad de volverse rojo tornasol.
Todas las propiedades anteriores están presentes en los ácidos debido a la presencia de cationes de hidrógeno.
Las sustancias libres de oxígeno se descomponen en sustancias simples.
Propiedades físicas
Según su estado de agregación pueden presentarse en forma sólida, líquida (aceitosa) y gaseosa.
Además, los ácidos reaccionan con bases y óxidos.
Algunos ácidos tienen olor y color.
Clasificación de ácidos
Los ácidos se dividen en diferentes clasificaciones:
- Según la cantidad de iones de hidrógeno en los que se pueden transformar las moléculas, los ácidos se dividen en monobásicos y polibásicos (dibásicos, tribásicos).
- Según la presencia de oxígeno en la molécula, los ácidos se dividen en que contienen oxígeno y que no lo contienen.
- Según la presencia de carbono en un compuesto, los ácidos se dividen en orgánicos e inorgánicos.
- Según la fuerza de disociación, los ácidos se dividen en muy fuertes (disociando casi por completo), fuertes, medios, débiles y muy débiles. Puedes leer un artículo sobre este tema.
- Los ácidos también se dividen en volátiles, capaces de moverse en el aire, y no volátiles.
- Estable con una estructura química estable e inestable, descomponiéndose rápidamente o transformándose en otra forma en condiciones ambientales normales.
- El criterio final para la separación de ácidos es la propiedad del compuesto de disolverse en agua. Y en consecuencia se distinguen: solubles e insolubles.
Además, los ácidos se pueden dividir según el principio de ácidos y bases duros y blandos: duros, intermedios y blandos.
Ejemplos de ácidos y sus aplicaciones.
Ácidos inorgánicos
- Mucha gente conoce Aqua Regia, uno de los ácidos más fuertes que disuelve fácilmente metales excepto la plata. Se forma mezclando dos ácidos inorgánicos muy conocidos: HNO3 nítrico y HCl clorhídrico en una proporción de 1:3. El agua regia fue descubierta por un alquimista desconocido y descrita por primera vez en Europa en el siglo XIV.
- El ácido sulfúrico H2SO4 se utiliza activamente en baterías de automóviles debido a sus reacciones con el plomo. Puedes obtener más información al respecto en el artículo.
- El ácido bórico H3BO3 se utiliza ampliamente en joyería, para soldar y fundir metales preciosos, tanto de forma independiente como como parte de fundentes protectores y reparadores.
- Y una gran cantidad de otros ácidos inorgánicos que encuentran una variedad de aplicaciones en nuestras vidas.
Ácidos orgánicos
- El ácido fórmico CH2O2 (ácido metanoico), utilizado como aditivo alimentario, es un ejemplo de ácido orgánico monobásico.
- Y el conocido ácido cítrico C6H8O7, utilizado en la cocina y, en particular, en la preparación de las limonadas favoritas de todos, es un compuesto orgánico tribásico complejo.
- El ácido benzoico C7H6O2 es el ácido monobásico más simple, se obtuvo por primera vez en el siglo XVI y se utiliza como antiséptico, conservante y como estándar de calibración para instrumentos de medición de calor (calorímetros).
- El ácido láctico C3H6O3, descubierto por primera vez en la leche agria, es la principal fuente de carbohidratos en la vida de los organismos vivos, incluidos los humanos. Este es el alimento para nuestro cerebro y todo el sistema nervioso.
- El ácido más sorprendente, la base de la vida en la tierra, es el ADN. Probablemente todo el mundo haya oído hablar de ello. Sin excepción, todos los seres vivos complejos conocidos por el hombre contienen este ácido asombroso, con la ayuda del cual la información acumulada a lo largo de la vida de un ser vivo se codifica, almacena y transmite a las generaciones posteriores.
Como puedes ver, el mundo de los ácidos es extremadamente diverso. Lo que hemos visto hoy es sólo una pequeña parte del enorme mundo de los ácidos, sus propiedades y cualidades. El ámbito de aplicación de estos compuestos químicos es ilimitado.