Ácidos y Bases

Concepto de Lowry y Bronsted

En 1923 Lowry y Bronsted enunciaron su concepto de ácido y base. "Un ácido es una especie química que tiene tendencia a perder o a donar un protón y una base es una especie que tiene tendencia a aceptar o incorporar un protón". 

De acuerdo con esto la ionización del HCl(ac) sigue el siguiente proceso.

Consideraciones

1. El HCl(ac) dona un protón al H₂O, por lo tanto, el primero actúa como ácido, y el H₂O como base, ya que acepta el protón

2. La reacción es reversible, por lo tanto, el H3O+ cede un protón (actúa como ácido) al Cl-(ac) (actúa como base).

3. Como HCl(ac) y Cl-(ac) difieren en un protón, se les llama par ácido-base conjugado.

4. De igual modo, H3O+(ac) y H₂O, son un par ácido-base conjugado.

En función de esto, la reacción anterior se escribe:

Concepto de Lewis

Otra definición de ácido y base la cual es fundamental para la comprensión de la Química de los compuestos orgánicos, fue propuesta en 1923 por Gilbert Newton Lewis. Según Lewis, "Un ácido es cualquier sustancia que puede aceptar un par de electrones para formar un enlace covalente, y una base es aquella que puede ceder un par de electrones para formar un enlace covalentes". Este es el más general y fundamental de los conceptos ácido-base, porque extiende el concepto a las reacciones que no implican protones.

Asi tenemos:

El H+ del HCl acepta el par de electrones (ácido de Lewis) que le cede el N (base de Lewis) del NH3.

Otro ejemplo lo constituye la reacción del trifluoruro de boro con el éter etilico.

Resumiendo

1. Especies quimicas con deficiencias de pares electrónicos actúan como ácidos de Lewis.

2. Especies químicas que poseen pares electrónicos disponibles actúan como bases de Lewis

Fuerza de los ácidos y las bases

Fuerza de los ácidos

La definición de Lowry y Bronsted sugiere que un ácido fuerte tiene una gran tendencia a transferir un protón a otra molécula, en consecuencia, mientras más electronegativo sea el átomo al cual está unido el H dentro del ácido, más débilmente está retenido el protón, ya que los electrones que forman el enlace se polarizan hacia el átomo más electronegativo. Con la ayuda de la Tabla. De Electronegatividaes, podrás constatar que el orden de acidez para los ácidos abajo señalados es la correcta.

HF > HCI > HBr > HI

En los ácidos carboxilicos influye en la acidez de los mismos, el efecto inductivo que puedan realizar los sustituyentes diferentes al H.

La medida cuantitativa de la fuerza de un ácido, está dada por el valor de la constante de disociación ácida, es decir, la constante de equilibrio de la reacción.

Mientras mayor sea el valor para Ka, mayor fuerza como ácido (mayor acidez) tiene la sustancia, ya que el producto [H3O+] [X-] es alto.

Fuerza de las bases

La definición de Lowry y Brönsted sugiere que una base fuerte es aquella que tiene una gran afinidad por los protones, es decir, acepta protones. Al igual que en el caso anterior, la fuerza de una base está dada por el valor de la constante de disociación básica

La expresión matemática para calcular esta constante se ejemplifica con la siguiente reacción.

Mientras mayor sea el valor para Kb, mayor fuerza como base (mayor basicidad) tiene la sustancia, ya que el producto [NH4+ ] [OH-] es alto.

Preguntas de control:

7. Define ácido y base según los conceptos de:

a) Bronsted y Lowry

b) Lewis

Ejemplifica.

8. Completa la reacción

¿Quién actúa como ácido? ¿Por qué?

9. Según el concepto de Lowry y Brönsted cuál es la característica de un ácido fuerte. Explica.

10. ¿Cómo está dada la medida de la fuerza (acidez) de un ácido?

11. Se tienen 3 bases y sus constantes de disociación. Base 1, base 2 y base 3. Además K3 > K1 > K₂ ¿Cuál de las tres bases es la más fuerte? Explica.

12. Escribe la reacción de equilibrio del ácido acético con el agua. ¿Cuál es la expresión para su constante Ka? ¿Cuál es su valor?

13. Explica lo que le sucede a la acidez de un ácido cuando en la cadena existe uno o más sustituyentes alquilicos.

14. Se tienen los alcoholes 2-metil-2-propanol, metanol y 2-propanol. Organizalos de mayor a menor en orden de acidez. En función de tu respuesta, ¿cómo será la reac ción de ellos con el Na?,