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Acidos y bases - Definiciones de ácidos y bases, Teoría Ácido Base



Definiciones de ácidos y bases.
Al mismo tiempo que se fueron desarrollando las teorías de modelos para explicar el comportamiento de la materia, también se busco una explicación al comportamiento de los ácidos y las bases.
Lavoisier propuso que la base fundamental de los ácidos era el oxigeno, posteriormente en 1810 Humphry Davy con base en sus trabajos de electrolisis descubrió que el acido clorhídrico no contenía oxigeno y dedujo que la base de los ácidos era el hidrogeno.
Teoría de Arrehenius:
En 1887 Svante Arrehenius (1859-1927) formulo una teoría de ácidos bases de acuerdo a la explicación de la explicación de la disociación electrolítica en disolución acuosa
Definió un acido como: Una sustancia que tiene hidrogeno en su composición y que en disolución acuosa, al disociarse, forma iones hidrogeno (H). El protón solvatado en común escribirlo como H3o.


La representación general de la disociación de un acido de Arrehenius, es:
HA  H + A
A su vez definió a una base como: sustancia que en disolución acuosa, al disociarse, deja en libertad iones de Hidróxido (OH).
La representación general de la disociación de una base de Arrehenius, es:
XOH- X + OH
La teoría de Arrehenius explica una reacción acido.- base como una transformación molecular de la materia que en disolución acuosa libera iones H y OH los cuales al intercambiarse, forman nuevos enlaces produciendo moléculas de sal y agua.
NaOH + H2SO4  Na2SO4 + H2O
Teoría de Bronsted- Lowry:
En 1923 J.N.Bronsted (1897-1947), y T.M Lowry (1847-1936) introdujeron la teoría de transferenciade protones.
En esta teoría, la reacción general que ocurre al disociarse una acido (HA) en agua es la siguiente: el acido al ceder un protón a una molecular de agua genera un nuevo acido y una nueva base.
HA (ac) + H2O (l)  H3O + A (ac)
Acido Base Acido Conjugado Base Conjugada.
En esta teoría las definiciones son independientes del disolvente utilizado para preparar la disolución de acido o base en particular. Los iones o moléculas pueden ser ácidos o bases. Los ácidos y bases de Arrehenius, también son ácidos y bases de Bronsted- Lowry. Existe una relación interdependiente entre las fuerzas de un par conjugado determinado.
Mientras mas fuerte es un acido, mas débil será su base conjugada.
5.Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, HCC-CC-CC-CCH.
6.Si existen dobles y triples enlaces, se da el número mas bajo al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-CCH
7.Los sustituyentes tales como atomos de halógeno o grupos alquilo se indican mediante su nombre y un número, de la misma forma que para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, HCC-CH2Cl; 2,5-dimetilhex-3-ino, CH3-C(CH3)-CC-C(CH3)-CH3.
NOMENCLATURA DE ALQUINOS

CHCH etino(acetileno) CH3–CCH propino
CH3–CH2–CCH 1-butino CH3-CC-CH3 2-butino
CHC- etinilo CHC-CH2– 2-propinilo
CH3–CC- 1-propinilo CH3–CH2–CH2–CCH 1-pentino
[editar] Propiedades físicasSon insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes organicos usuales y debaja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el aumento usual con el incremento del número de carbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas. Los puntos de ebullición son casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado.

Los tres primeros términos son gases; los demas son líquidos o sólidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición.

Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.

[editar] Propiedades químicasLos alquinos pueden ser hidrogenados por dar los cis-alquenos correspondientes con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato calcico parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente.

HC≡CH + H2 → CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nucleófilos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.

Frente a bases fuertes como el sodio en disolución amoniacal, el bromomagnesiano de etilo etc. reaccionan como acidos débiles. Ya con el agua sus sales se hidrolizan paradar de nuevo el alquino libre.

Así como los alquenos, los alquinos participan en halogenación e hidrohalogenación.

[editar] AplicacionesLa mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.

En la industria química los alquinos son importantes productos de partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de HCl) de caucho artificial etc.

El grupo alquino esta presente en algunos farmacos citostaticos.

Los polímeros generados a partir de los alquinos, los polialquinos, son semiconductores organicos y pueden ser dotados parecido al silicio aunque se trata de materiales flexibles.

[editar] AnalíticaLos alquinos decolorean una solución acida de permanganato de potasio y el agua de bromo. Si se trata de alquinos terminales (con el triple enlace a uno de los carbonos finales de la molécula) forman sales con soluciones amoniacales de plata o de cobre. (Estas sales son explosivas)

[editar] Estructura electrónicaEl triple enlace entre los carbonos es formado Mientras mas fuerte sea su base, mas débil será su acido conjugado.
Hcl + H2O  H3O + Cl
Ácido fuerte Base Fuerte Ácido débil Base débil.
Del ejemplo anterior se observa que la disociación electrolítica se desplaza en el sentido de los ácidos y bases fuertes hacia los débiles.
Teoría de Lewis.
En 1923 Gilbert Newton Lewis, químico americano propuso una definición mucho más amplia para los ácidos y las bases. Al igual que Bronsted- Lowry que propusieron la transferencia de protones, Lewis propuso la transferencia de electrones definiendo a un ácido y a una base como
ÁCIDO: Es una sustancia capaz de aceptar un par de electrones.
BASE: Esaquella sustancia capaz de donar un par electrónico.
Esta definición abarca los ácidos y las bases de Arrehenius asi como la de Bronted- Lowry y muchos mas compuestos. Se utiliza en disoluciones y reacciones en donde el hidrogeno no participa como ion.
Todas las bases tienen un par electrónico aislado el cual puede compartir con un protón. El protón transferido es deficiente en electrones y puede aceptar un par.
Una base cede un par electrónico en el enlace covalente (nucleófido)
Las bases de Lewis son necesariamente sustancias con pares electrónicos aislados
-Pueden ser moléculas neutras, como NH3
-Aniones como el CN-
Un acido de Lewis acepta un par de electrones (electrófilo)
Los ácidos de Lewis presentan múltiples formas:
- Moléculas: Aquellas que presentan menos electrones al completar su octeto.
BCl3 AlCl3 ZnCl 2 SO3 etc
- Cationes: Teóricamente cualquier catión puede ser un acido de Lewis. K, Mg, Al, etc
- Ag + 2 NH3  [H3N: Ag : NH3]
Ácido de Lewis Base de Lewis Complejo.

- Moléculas con un enlace múltiple entre átomos de electronegatividad diferente CO2, SO3, SO2, etc.
Teoría Ácido Base
Arrehenius Libera iones H+ en disolución acuosa Libera iones OH- en disolución acuosa
Bronsted- Lowry Donador de Protones H+ Aceptor de protones H+
Lewis Cualquier especie que se enlace a un par de electrones no compartidos ( aceptor de un par electrónico) Cualquier especie que tenga una par de electrones libres no compartidos ( donador de un par electrónico)


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