Ácidos y bases

ÁcidosEn general, los ácidos son sustancias de sabor agrio que reaccionan con los

metales produciendo hidrógeno, y cambian el color de los indicadores que se utilizan para reconocerlosPropiedades cualitativas de los ácidos Un ácido es toda sustancia que presenta las siguientes características:• Disolución de metales • Cambiar la tonalidad de indicadores, como el papel tornasol, a rojo. • Pueden ser sólidos o líquidos. • De sabor agrio o ácido. • Neutralizan las bases. • Tienen un ph alto. Formación de ácidosAl reaccionar un gas -como el Flúor o el Cloro- con el hidrógeno, se forma un hidrácido.Ejemplo: Cloro + hidrógeno = ácido clorhídricoCl2 + H2= 2HClAl reaccionar un óxido no metal con agua, se forma un ácido ternario.Ejemplo: Trióxido de azufre + agua = ácido sulfúrico.SO3 + H2O =H2SO4

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Definiciones químicas de los ácidos Cualquier compuesto químico que puede ceder protones es un ácido. Un ejemplo es el ácido clorhídrico, de fórmula HCl:HCl → H+ + Cl- (en disolución acuosa) o lo que es lo mismo:HCl + H2O → H3O+ + Cl-El concepto de ácido es el contrapuesto al de base. Para medir la acidez de un medio se utiliza el concepto de pH.La anterior definición corresponde a la formulada por Brønsted y Lowry en 1923, y generaliza la anterior teoría de ácidos y bases de Arrhenius en 1887. En la definición de Arrhenius, un ácido es una sustancia que, al disociarse, produce iones hidrógeno en disolución acuosa. La teoría de Brønsted y Lowry de ácidos y bases también sirve para disoluciones no acuosas; las dos teorías son muy parecidas en la definición de ácido, pero esta última es mucho más general sobre las bases.En 1923 Gilbert N. Lewis amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque su teoría no tendría repercusión hasta años más tarde. Según su teoría, un ácido es aquella sustancia que puede aceptar un par de electrones, mientras que una base es aquella sustancia capaz de donarlos. De esta forma, se incluyen sustancias que se comportan como ácidos pero no cumplen la definición de Brønsted y Lowry, y suelen ser denominadas "ácidos de Lewis". Puesto que el protón, según esta definición, es un "ácido de Lewis" (tiene vacío el orbital 1s, en donde alojar el par de electrones), todos los "ácidos de Brønsted-Lowry" son "ácidos de Lewis".

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• Ejemplos de ácidos de Brønsted y Lowry: HCl, HNO3, H3PO4.

• Ejemplos de ácidos de Lewis: Ag+, AlCl3, CO2, SO3.

Finalmente, según Boyle, los ácidos son todas aquellas sustancias que presentan las siguientespropiedades:

• Poseen un sabor agrio característico.

• Reaccionan con muchos metales con formación H2 (lo cual no quiere decir que el metal se pueda transformar en un ácido).

• Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica.

• Enrojecen la tintura de tornasol (morada por defecto).

• Reaccionan con las bases (neutralización).

• La mayoría son corrosivos para la piel. • Con el mármol producen efervescencia.

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Fuerza de ácidosArtículo principal: Ácido fuerteUn ácido fuerte es aquel que se disocia completamente en el agua, es decir, aporta iones H+ pero no los recoge. El ejemplo anterior (ácido clorhídrico) es un ácido fuerte. Otros son el ácido sulfúrico o el ácido nítrico. Para estos ácidos el pH de una disolución con 0,1 mol de ácido por litro (0,05 mol/L en el caso del ácido sulfúrico que libera 2 protones) será de un cifra en torno a 1. Un ácido débil aporta iones H+ al medio, pero también es capaz de aceptarlos, formando un equilibrio ácido-base. La mayoría de los ácidos orgánicos son de este tipo. ((NH4)H2PO4). HAc <=> H+ + Ac- (en disolución acuosa) En este caso (HAc equivale a ácido acético) la doble flecha indica el equilibrio. En relación al pH para estos ácidos se generan valores entre 4 y 7 para disoluciones con las mismas concentraciones que en el caso anterior.Dureza de ácidos En 1963, Pearson introdujo el concepto de ácidos y bases duros y blandos. Son ácidos duros aquellos cationes de pequeño tamaño y alta carga, de baja polarizabilidad: alcalinos, alcalinotérreos ligeros, cationes de transición de alta carga, como el Ti4+, Cr3+, Fe3+, Co2+, etc.Son ácidos blandos las especies químicas de gran tamaño, pequeña o nula carga, y alta polarizabilidad: metales más pesados de carga más baja, como Ag+, Cu+, Pt2+, Hg2+, etc.Las especies duras tienden a combinarse entre sí. La interacción duro-duro o blando-blando conduce a especies más estables. Esto se debe a un mayor solapamiento de orbitales, que origina un enlace más fuerte que en las interacciones duro-blando o blando-duro. Lo anterior es útil, de forma aproximada, para predecir el sentido de numerosas reacciones.

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Algunos ácidos • Ácido acético • Acido Ascórbico • Ácido aspártico • Ácido bórico • Ácido carbónico • Ácido cítrico • Ácido clorhídrico • Ácido débil • Ácido fluorhídrico • Ácido fólico • Ácido fórmico • Ácido graso • Ácido láctico • Acido Nicotínico • Ácido nítrico • Ácido oxálico• Ácido salicílico • Ácido sulfúrico

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Bases Una base es, en primera aproximación (según Arrhenius), cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH- al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH:

KOH → OH- + K+ (en disolución acuosa)

Los conceptos de base y ácido son contrapuestos. Para medir la basicidad de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH, de forma tal que pH + pOH = pKw, (pKw en CNPT es igual a 1.10e-14). Por este motivo, está generalizado el uso de pH tanto para ácidos como para bases.Distintas definiciones de base La definición inicial corresponde a la formulada en 1887 por Svante August Arrhenius. La teoría de Brønsted y Lowry de ácidos y bases, formulada en 1923, dice que una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H+). Esta definición engloba la anterior: en el ejemplo anterior, el KOH al disociarse en disolución da iones OH-, que son los que actúan como base al poder aceptar un protón. Esta teoría también se puede aplicar en disolventes no acuosos.Lewis en 1923 amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque esta teoría no tendría repercusión hasta años más tarde. Según la teoría de Lewis una base es aquella sustancia que puede donar un par de electrones. El ion OH-, al igual que otros iones o moléculas como el NH3, H2O, etc., tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Todas las bases según la teoría de Arrhenius o la de Brønsted y Lowry son a su vez bases de Lewis.

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• Ejemplos de bases de Arrehnius: NaOH, KOH, Al(OH)3.

• Ejemplos de bases de Brønsted y Lowry: NH3, S2-, HS-.

Finalmente, según Boyle, bases son aquellas sustancias que presentan las siguientes propiedades:• Poseen un sabor amargo característico.

• No reaccionan con los metales.

• Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica.

• Azulean el papel de tornasol.

• Reaccionan con los ácidos (neutralización)

• La mayoría son corrosivos para la piel.

• Tienen un tacto jabonoso al contacto con la piel.

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Fuerza de una base Una base fuerte es la que se disocia completamente en el agua, es decir, aporta el máximo número de iones OH-. El ejemplo anterior (hidróxido potásico) es de una base fuerte. Una base débil también aporta iones OH- al medio, pero está en equilibrio el número de moléculas disociadas con las que no lo están.Al(OH)3 ←→ 3 OH- + Al+3 En este caso, el hidróxido de aluminio está en equilibrio (descomponiéndose y formándose) con los iones que genera.

Formación de una base Una base se forma cuando un óxido de un metal reacciona con agua:MgO + H2O ---> Mg(OH)2 O también:Al2O3 + 3H2O ---> 2Al(OH)3 Ejemplos de bases El jabón es una base.

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Algunos ejemplos de bases son:

• Soda cáustica (NaOH)

• Leche de magnesia (Mg(OH)2) • El cloro de piscina (hipoclorito de sodio)

• Antiácidos en general

• Productos de limpieza

• Amoníaco (NH3)

• Jabón y detergente

laxantes

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Características de ácidos y bases - Las disoluciones acuosas de los ácidos:• Tienen sabor agrio • Conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos. • Enrojecen determinados pigmentos vegetales, como la tintura tornasol o decoloran el repollo

morado, es decir, cambian el papel tornasol de azul a rojo. • Reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc liberando Hidrógeno Gaseoso (H2) • Reaccionan con las bases formando sustancias de propiedades diferentes, las bases. • Tienen un pH menor a 7.

- Las disoluciones acuosas de las bases:• Tienen un sabor amargo y son jabonosas al tacto • Conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos. • En contacto con el papel tornasol se torna azul. • Reaccionan con los ácidos formando sustancias de propiedades diferentes, las sales. • Tienen un pH mayor que 7. • El pH neutro es 7.

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Ácidos que están presentes en algunos productos comunes

Productos Ácido presente Fórmula

Aspirina Ácido acetilsalicílico CH3COOC6H4COOHJugo de fruta cítrica Ácido absórbico C6H8O7

Leche cortada Ácido láctico C3H6O3

Agua de soda Ácido carbónico H2CO3

Vinagre Ácido acético CH3COOH

Manzanas Ácido málico COOHCH2CH(OH)COOH

Espinacas Ácido oxálico HOOCCOOH.2H2O

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Aspirina: El ácido acetilsalicílico contiene no menos de 99,5% de C9H8O4, calculado para la sustancia desecada.Está constituido por cristales blancos, en pequeñas tablas o agujas; inodoros y con sabor ligeramente ácido; estables en ambiente seco, pero se hidrolizan gradualmente en medio húmedo, transformándose en ácido salicílico y ácido acético.Soluble en 300 partes de agua destilada, en 7 partes de alcohol, en 17 partes de cloroformo, en 20 partes de éter y en soluciones concentradas de acetato de amonio.En las soluciones concentradas de hidróxidos y de carbonatos alcalinos es soluble con descomposición.Acción terapéutica.Analgésico, antiinflamatorio, antipirético, antitrombótico.

Leche: El ácido láctico, o su forma ionizada, el lactato (del lat lac, lactis,leche), también conocido por su nomenclatura oficial ácido 2-hidroxi-propanoico o ácido α-hidroxi-propanoico, es un compuesto químico que juega importantes roles en diversos procesos bioquímicos , como la fermentación láctica. Es un ácido carboxílico , con un grupo hidroxilo en el carbono adyacente al grupo carboxilo, lo que lo convierte en un ácido α-hidroxílico (AHA) de fórmula H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3). En solución puede perder el protón y convertirse en el anión lactato.El ácido láctico es un quirómero , por lo que posee dos isómeros ópticos. Uno es el dextrógiro D-(-)-láctico o d-ácido láctico (en este caso, el ácido (R)-láctico]]; el otro es el levógiro ácido L-(+)-lácticoo ℓ-ácido láctico (en este caso, ácido (S)-láctico), que es el que tiene importancia biológica. La mezcla racémica (cantidades idénticas de estos isómeros) se llama d,ℓ-ácido láctico.

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Agua de soda: La soda consiste en un agua que contiene dióxido de carbono (CO2), que burbujea cuando la bebida se despresuriza. No tiene saborizantes. Cuando contiene un mayor contenido de minerales, por provenir del deshielo se llama agua mineral gasificada.

Históricamente, las primeras aguas carbonatadas se preparaban añadiendo bicarbonato de sodio a la limonada. Una reacción química entre el bicarbonato de sodio y el ácido cítrico del limón produce dióxido de carbono (CO2). Hoy en día se hace pasando dióxido de carbono presurizado por el agua.

Otros usos: A parte de usarla en los cócteles, se utiliza también como quita-manchas de café, o para limpiar la plata... Un método comúnmente usado para evitar las manchas de vino tinto es esparcir sal en la mancha y después aplicar una cantidad generosa de agua carbonatada.El agua con gas o gasificada es un agua que contiene ácido carbónico (H2CO3) disuelto en ella. Este tipo de agua se caracteriza por su sabor ligeramente amargo y por las burbujas que desprenden debido a la presencia del ácido carbónico.

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Vinagre: vinagre es un líquido miscible, con sabor agrio, que proviene de la fermentación ecética del vino). El vinagre contiene típicamente una concentración que va de 3% al 5% de ácido acético. Los vinagres naturales también contienen pequeñas cantidades de ácido tartárico y ácido cítrico. El ácido acético, o su forma ionizada, el acetato, es un ácido que se encuentra en el vinagre, y que es el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2), y, de acuerdo con la IUPAC se denomina sistemáticamente ácido etanoico.

Fórmula química; el grupo carboxilo, que le confiere la acidez, está en azulEs el segundo de los ácidos carboxílicos, después del ácido fórmico o metanoico, que sólo tiene un carbono, y antes del ácido propanoico, que ya tiene una cadena de tres carbonos.El punto de fusión es 16.6 °C y el punto de ebullición es 117.9 °C.En disolución acuosa, el ácido acético puede perder el protón del grupo carboxilo para dar su base conjugada, el acetato. Su pKa es de 4.8 a 25°C, lo cual significa, que al pH moderadamente ácido de 4.8, aproximadamente la mitad de sus moléculas se habrán desprendido del protón. Esto hace que sea un ácido débil y que, en concentraciones adecuadas, pueda formar disoluciones tampón con su base conjugada. La constante de disociación a 20°C es Ka= 1'75·10-5.Es de interés para la química orgánica como reactivo, para la química inorgánica como ligando, y para la bioquímica como metabolito (activado como acetil-coenzima A). También es utilizado como sustrato, en su forma activada, en reacciones catalizadas por las enzimas conocidas como acetil transferasas y en concreto histona acetil transferasas.

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Manzanas: El ácido málico, o su forma ionizada, el malato (C4H605) es uno de los ácidos más abundantes de la naturaleza y es fácilmente metabolizable por los microorganismos. El ácido málico fue aislado de la sidra por primera vez en el año 1785 por el químico alemán Carl Wilhelm Scheele encargándose de describirlo completamente. Este ácido se obtiene comercialmente por síntesis química.

Ácido málicoNombre vulgar: Ácido MálicoIUPAC: Ácido hidroxisuccínicoFórmula química: C4H605

Peso molecular: 134.09 g/molPunto de fusión: 128°C to 130°CDensidad: 1.609 g/cm3

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Algunas bases o hidróxidos de uso común

Nombre Fórmula UsoHidróxido de Aluminio Al(OH)3 Desodorante, antiácido

Hidróxido de amonio NH4OH Limpiador casero

Hidróxido de calcioCa(OH)2 Producción de cueros, argamasa, cemento

Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Laxantes, antiácidos

Hidróxido de sodio NaOH Limpiar tubos de desagüe, jabón

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Desodorantes : Un desodorante es una sustancia que se aplica al cuerpo, especialmente en axilas, para reducir el olor de la transpiración.

El sudor humano es inodoro. El olor es causado por una bacteria que prospera en entornos calientes y húmedos. El desodorante contiene hidróxido de aluminio.

El hidróxido de aluminio, Al(OH)3, es la forma más estable de aluminio en condiciones normales. En la naturaleza se encuentra como mineral de gibsita. Están cercanamente relacionados el hidróxido de óxido de aluminio, AlO(OH), y el óxido de aluminio, Al2O3, solamente diferenciándose por la pérdida de agua. Juntos, estos compuestos son los componentes principales del mineral o mena de aluminio, la bauxita.El carácter de 'hidróxido de aluminio' ha sido polémico. Es seguro decir que un simple esquema de

los iones de Al3+ y OH- están sobresimplificados. son muy comunes más y menos formas hidratadas. En lugar de ello, alguna gente escribe Al2O3.xH2O

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Jabón: Las sales de sodio fabricadas en grandes cantidades son los jabones duros, y los de potasio se denominan jabones blandos. Se obtienen saponificando grasas o aceites, o neutralizando ácidos grasos, con hidróxidos o carbonato de sodio o de potasio. La mejor clasificación de los jabones se basa en el uso para que han sido fabricados. Los de mejor calidad son los jabones de tocador, que contienen muy poco álcali y se utilizan grasas y aceites de color mucho más claro. Los que le siguen en calidad son los jabones de servicio ligero, que se prestan en forma de pastillas, polvos, gránulos y escamas. Se usan para lavar la vajilla, tejidos de lana, etc. Aquí se usan grasas con un color un tanto más oscuras.Las grasas más oscuras se emplean en la fabricación de jabones para el lavado de ropa en el hogar doméstico. Existen también los jabones industriales que se fabrican para fines específicos.Método básico de fabricación: La mayor parte de los jabones se fabrican por uno de los dosmétodos básicos siguientes: Saponificacióni de grasas y aceites Neutralización de ácidos grasos El más utilizado es el primero porque el equipo requerido para obtener productos de buena

calidad es realtivamente sencillo y poco costoso. La producción y manipulación de ácidos grasos requiere metales resistentes a los ácidos, caros y difíciles de conseguir. Por ello, resulta más fácil fabricar jabones de alta calidad con grasas y aceites neutros que instalar equipos especiales para hacer jabón con equipos especiales.

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Laxantes:INDICACIONES TERAPÉUTICAS

Laxante y lubricante.

FARMACOCINÉTICA Y FARMACODINAMIAEl hidróxido de magnesio se utiliza como laxante debido a que causa la liberación de colecistoquinina de la mucosa duodenal, lo cual contribuye a su acción osmótica al estimular la motilidad intestinal. El resultado son heces blandas las cuales pueden ser expulsadas con facilidad. El aceite mineral es un hidrocarburo líquido, no digerible, de absorción limitada. Su acción consiste en reblandecer las heces. La acción conjunta del hidróxido de magnesio y de la parafina líquida es lograr la evacuación del material fecal cuando por diversas patologías las heces no pueden ser expulsadas con facilidad.

FORMA FARMACÉUTICA Y FORMULACIÓNCada 100 ml de SUSPENSIÓN contienen:Hidróxido de magnesio........................ 6 gParafina líquida................................ 25 mlVehículo, c.b.p. 100 ml.

Imágenes de indicadores ácido y base.