| Ciencias de Joseleg | Química | Química del equilibrio | Teoría ácido base | (Ejercicios) (Generalidades) (Teoría de Arrhenius) (Teoría de Brønsted-Lowry) (Constante de disociación ácida Ka) (Introducción a la teoría de Lewis) (Producto iónico del agua Kw) (El pH) (Reacciones ácido-base) (Indicadores de acidez) (Efecto de la acidez en el suelo) (Referencias bibliográficas)
A
diferencia de lo que sucede en el capítulo de equilibrio químico en el capítulo
de ácidos y bases tenemos una ventaja monumental, y es el hecho de que las
ecuaciones químicas describen las dos disociaciones de ácidos y bases tienden a
la estandarización de allí que las ecuaciones de equilibrio químico también van
tender a estandarizarse. La constante de equilibrio Kc específica para la
disociación de ácido:
… va a
recibir un símbolo propio, aunque funciona exactamente igual que la anterior, y
la vamos a dominar Ka o constante de disociación
ácida.
Podemos usar la constante de equilibrio Ka para modelarla
tanto para ácidos fuertes o débiles.
👉
Un ácido fuerte tendrá una constante de equilibrio que tienden al infinito, y,
por ende, se favorece infinitamente la producción de protones y la base
conjugada A, sin que sea apreciable la reacción reversa.
👉
Una base fuerte es aquella que tiene una constante de equilibrio tiende
infinitamente hacia cero, y por ende se favorece infinitamente el consumo de
protones para formar el ácido conjugado (HA).
👉
En general los ácidos débiles tienen constantes de equilibrio menores a 1, pero
mediblemente superiores a cero, aunque sí que pueden llegar a ser bastante
pequeñas.
👉
Como todos estos análisis los hacemos con la constante de equilibrio definida
para el ácido en la ecuación (4.6.),
la constante de equilibrio recibe el nombre de constante de disociación ácida o
( Ka ). Algunos valores de la constante son
prácticamente infinitos o infinitesimalmente pequeños para ácidos y bases
fuertes, otros no tan fuertes siguen teniendo valores altos y se emplea un
ponderador para manejar estos valores de manera más cómoda:
El ( pKa
) se denomina como potencial de la constante ácida, y nos indicará una
aproximación a la potencia de la notación científica
Tabla 5‑1. Constantes de disociación
ácida y potenciales de disociación ácida de varios ácidos y bases comunes.
Tipos de ácidos y efecto de su estructura
molecular
Efecto de los oxígenos
Por lo general, los ácidos se pueden clasificar en
monoproticos, polipróticos, con oxígeno y sin oxígeno, binarios, ternarios y
orgánicos. Pese a que la teoría de Lavoisier de los ácidos quedó obsoleta, si
hay que decir que los oxígenos influencian fuertemente el comportamiento de los
protones dentro de un ácido, pero igual, vamos por partes.
Para entender esto debemos recordar que entre más polar
es un enlace y más tendiente al estado iónico es más fácil de fracturarlo. De
esta forma, cuando se analiza la estructura de un ácido, debe prestarse
especial atención al grupo de átomos que se encuentran al lado del protón pues
todos lo afectan. Muchos ácidos tienen sus protones muy cerca a los oxígenos,
los cuales poseen regiones de densidad negativa muy alta, lo cual tiende a
retener electrones y a liberar protones con mayor facilidad. En resumidas
cuentas, entre más oxígenos y otros átomos de gran electronegatividad se
encuentren cercanos al protón con mayor facilidad este se podrá retirar de la
molécula.
Efecto del radio atómico
Los ácidos binarios son aquellos hidruros entre halógenos y
anfígenos, o puesto de otra manera sustancias de dos elementos, hidrógeno con
estado de oxidación positivo y algún elemento del grupo del flúor o del oxígeno
en su estado de oxidación negativo.
Otro de los aspectos que afectan a la fuerza de los ácidos
es el radio atómico del átomo que sirve como núcleo del ácido, si se considera
a los halógenos “flúor, cloro, bromo y yodo se entiende que el volumen
atómico aumenta de arriba hacia abajo, donde el flúor es el más pequeño y el yodo el más
grande. Experimentalmente se ha determinado que los ácidos más fuertes son aquellos a
los que los protones se encuentran unidos a un elemento con un volumen más
grande. De esta manera el más fuerte de los ácidos binarios de los
halógenos es el yodo y el más débil el del flúor.
Efecto de la electronegatividad
Cuando se analiza las filas, el tamaño del átomo no afecta
tanto la fuerza de los ácidos, pero otra propiedad periódica se vuelve importante
y es la electronegatividad. Si el átomo central del ácido binario es más
electronegativo, la fuerza del ácido aumenta. De esta manera si se
compara al ácido fluorhídrico con el ácido oxhídrico “agua”, el primero es un
ácido más fuerte que el segundo puesto que el flúor es más electronegativo que
el primero.
Perdida de la acidez en ácidos polipróticos
Los ácidos polipróticos son aquellos que poseen más de un
portón para ser cedido. Por lo general se generan dos iones uno por cada ronda
de disociación. El punto importante es que cuando se pierde un protón la capacidad para ceder el
siguiente disminuye. En otras palabras, los ácidos polipróticos pierden acidez a
medida que pierden protones.
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