Definicions històriques dels àcids i bases

Des de fa ja molt de temps es coneixen i fan servir substàncies de característiques especials que són de gran interès pràctic els quals són coneguts en l'actualitat com àcids i bases, els quals són definits com a reactius químics molt comuns, als quals se li pot desenvolupar gran part de les seves compost químics en mitjans aquosos.

hi ha unes reaccions en què participen els àcids i bases, Denominades àcid-base, les quals per poder estudiar-les s'han d'aplicar els principis de l'equilibri químic a dissolucions, en aquest tipus de reaccions ha una substància que juga un paper molt important, la qual es denomina dissolvent, ja que els àcids i bases solen intercanviar protons amb el mateix, gràcies a això aquestes també es poden denominar com les reaccions d'intercanvi de protons.

En èpoques antigues ja es coneixia que alguns aliments com el vinagre i la llimona, tenen un característic sabor àcid, encara que no va ser fins fa uns pocs segles que es el perquè del seu peculiar sabor. La paraula àcid en realitat prové de l'antiga llengua el llatí, exactament del seu terme "acidus" que es tradueix com agre.

Què són els àcids?

Aquest es denomina com tot compost químic que a el passar per un procés de dissolució en aigua produeix una solució amb una activitat de catió de hidroni més gran que la mateixa aigua en el seu estat més pur, en aquesta situació es presenta un pH més petit que 7.

Tota substància química que tingui les propietats d'un àcid, se'ls denomina com a substàncies àcides.

Característiques dels àcids

Entre les propietats i les característiques més importants dels àcids estan les següents.

• Posseeixen la qualitat de reaccionar amb substàncies denominades base, amb la finalitat de formar sal més aigua.
• Són extremadament corrosius causa dels seus components.
• Funcionen com a excel·lents conductors d'electricitat en ambients humits, o aquosos.
• posseeixen un peculiar sabor àcid o agre, Un exemple d'això podrien ser els aliments que contenen àcid cítric com les taronges, les llimes, les aranges, la llimona, entre d'altres.
• Poden reaccionar amb òxids metàl·lics per formar sal més aigua, a l'igual que la reacció que fan amb les substàncies bases.
• En alguns casos poden ser nocius, i fins i tot produir cremades a la pell.
• Posseeix la capacitat de generar sal i hidrogen mitjançant un procés de reacció amb els metalls actius.
• Té qualitats que fan que la fenolftaleïna, i al seu torn pot fer que el paper tornassol canviï de colors, per exemple de taronja a vermell, i de blau a rosat.

Què són les Bases?

Aquesta també és coneguda com àlcali, la procedència és de l'idioma Araba, exactament de la paraula "A el-QALY", es denominen com totes aquelles substàncies que posseeixin propietats alcalines, encara que també es pot determinar com qualsevol solució que a l'sotmetre a una solució aquosa presenta ions a l'mig.

Característiques de les bases

Boyle va determinar que aquestes substàncies són totes aquelles que posseeixin les següents propietats.

• A el tacte es pot fer notar que són de caràcter sabonós.
• Es caracteritzen per la seva distingit sabor amarg.
• tenen la habilitat de reaccionar amb els àcids, amb la finalitat de generar sal i més aigua.
• Poden fer que el paper tornassol canviï de color vermell a blau.
• Són solubles en aigua, sobretot si es parla dels hidròxids.
• La gran majoria d'aquestes substàncies denominades com a base són nocives per a la pell humana, pel fet que posseeixen característiques que danyen els teixits.

Encara Boyle i altres grans químics van intentar en diverses oportunitats explicar perquè els àcids i bases es comporten de tal manera, la primera definició dels àcids i les bases no va ser acceptada sinó fins a 200 anys després.

Reaccions àcid-base

També coneguda com la reacció de neutralització, es denomina com una reacció química que succeeix entre un àcid i una base que dóna com a resultat sal i aigua. Cal destacar que la paraula sal descriu qualsevol compost que tingui característiques iòniques, el catió provingui d'una determinada base.

Els reaccions de neutralització, En les quals sempre hi ha d'haver la presència d'àcids i bases, són en la majoria de les vegades exotèrmiques, el que fa que aquestes alliberen energia en els seus processos, a aquesta reacció se l'anomena com neutralitzadora perquè a l'combinar un àcid amb una base , aquests es neutralitzen mútuament, deixant les seves propietats nul·les.

Practica de la reacció àcid-base

Per començar amb un procés de reacció neutralitzant cal tenir un matràs Erlenmeyer, en la qual es col·loqués una solució d'àcid clorhídric, i al seu torn s'afegeixen unes gotes d'indicador fenolftaleïna, aquest es torna de color rosa en un mitjà base, però quan aquest es troba en un medi àcid no presenta cap color, pel que és incolor.

Els neutralitzants d'àcids i bases es produeixen per igual, és a dir "equivalent-equivalent", això vol referir al fet que un equivalent d'àcid sempre serà completament neutralitzat per un equivalent de qualsevol tipus de base.

Després de l'procés anterior segueix la col·locació en una bureta d'una solució d'hidròxid de sodi per després obrir la clau cautelosament i lentament, quan aquest es trobi caient a poc a poc, aquest va anar reaccionant amb l'àcid clorhídric per aconseguir formar aigua i clorur de sodi, això té com a efecte que el PH augmenti, I que els nivells d'àcid disminueixin.

Un cop que ja s'hagi esgotat tot l'àcid, la següent gota de base s'afegeix a una dissolució bàsica, tenint com a efecte que l'indicador es torni de color rosat, això serveix per adonar-se que s'ha aconseguit neutralitzar l'àcid per complet.

Generalment la massa d'un equivalent gram es determina tenint en compte el tipus de substància, això es deu al fet que les substàncies són diferents, tenint cadascuna les seves pròpies característiques, per exemple no és el mateix el càlcul d'una sal, que el d'un àcid, també considerant el tipus de reacció que s'estigui fent, ja que depenent de el tipus de la reacció les dimensions de les substàncies són diferents, de manera que no es poden reutilitzar els càlculs.

La massa molar d'un àcid dividida entre el nombre d'hidrògens dissociables d'ell mateix és igual a la massa d'un equivalent gram d'un àcid determinat.

El tipus de base més comú entre tots els existents és l'hidròxid, i el seu equivalent gram es determina dividint la massa molar d'el mateix entre el nombre de grups OH de l'hidròxid.

El volum d'aquestes reaccions es calcula mitjançant una fórmula, la qual permet neutralitzar un àcid donat d'una base ve sent aquesta: Nun * Va = Nb * Va, sent els primers les propietats de l'àcid i la resta de les propietats de la base.

Per poder calcular la normalitat d'una dissolució d'un àcid s'ha de procedir de la següent manera: normalitat = molaritat.

Importància de la reacció àcid-base

Tenen una importància molt rellevant pel que fa a la seva habilitat com a tècniques d'anàlisi quantitativa de volums, els processos són determinats com valoracions àcid-base.

Per realitzar aquestes reaccions se solen utilitzar una dissolució indicadora, Les quals serveixen com a guia per conèixer el punt de neutralització, i com es va desenvolupant, tot i que també hi ha alguns processos electroquímics per poder realitzar determinades tasques.

Es poden mostrar tres tipus de reaccions que es divideixen basats en les característiques dels àcids i bases, sobretot en si aquests són febles o forts, com ho són les següents.

Reacció d'un àcid i base febles

En aquestes es pot observar que el catió de la base, i l'anió de l'àcid pateixen una hidròlisi, pel que la seva PH és igual a> 7 si l'àcid és més feble, i si la base és més feble és «7.

Reacció entre una base forta i un àcid feble

En aquest cas es pot observar com només l'anió de l'àcid pateix una hidròlisi, de manera que el PH d'aquest queda en «7.

Reacció entre una base feble i un àcid fort

En aquest tipus de reacció només s'observa com el catió de la base pateix una hidròlisi, de manera que el PH en aquesta queda en> 7.

Per poder triar quin és l'indicador perfecte per a cada tipus de reacció és necessari conèixer com quedarà el PH final, per poder efectuar el càlcul del punt d'equivalència correctament.

Definicions històriques de la reacció àcid-base

Van existir moltes definicions d'aquest procés de reacció entre àcids i bases, La importància dels mateixos es posa de manifest segons la capacitat d'anàlisi que contingui cada un, i més quan s'aplica a reaccions neutralitzants amb substàncies líquides o gasoses, o quan els caràcters i propietats dels àcids i les bases solen ser menys evidents .

Definició d'Antoine Lavoisier

El coneixement que tenia Lavoisier estava restringit als àcids forts al principi, per ser més específics als oxoàcids els quals arriben a tenir un alt estat d'oxidació en els seus àtoms centrals, que al seu torn estaven envoltats d'àtoms d'oxigen, però aquest no tenia ple coneixement en qüestió dels àcids hidràcids, va aconseguir establir als àcids determinant-com l'oxigen contingut, per això va haver de guiar-se de l'antic grec per anomenar a aquest formador d'àcids.

Aquesta teoria o definició va estar situada com la més important durant un increïble temps de 30 anys, però en 1810 es va publicar un article que demostrava algunes contradiccions amb bases i fonaments, que van fer que la definició de Lavoisier perdés credibilitat.

Definició de Bronsted-Lowry  

Aquesta definició va ser formulada independentment en l'any 1923, les bases es poden notar en la protonació de les bases, mitjançant el procés de desprotonació dels àcids, el que es pot definir per la seva major enteniment com la capacitat que tenen els àcids per poder donar- cations hidrogen a les bases, els que procedeixen a acceptar aquest procediment.

Aquesta té una gran diferència amb la definició d'Arrhenius, pel fet que no consta en la formació d'aigua i sal, sinó més aviat en la d'àcids i bases conjugats, que són assolits mitjançant la transferència d'un protó que pot fer un àcid per lliurar a una base.

En aquesta definició es pot observar un canvi dràstic en els termes amb què es coneixen els àcids i bases, pel fet que un àcid és conegut com un compost que té la capacitat de donar un protó, mentre que les bases són totes aquelles substàncies capacitades per poder rebre el protó, com a conseqüència d'això, es pot dir que una reacció àcid-base és l'eliminació d'un catió d'hidrogen de l'àcid, i per defecte l'addició d'aquest a la base.

Aquest procés vol referir-se a l'eliminació d'un protó de l'nucli d'un àtom, aquest procés no és molt fàcil d'aconseguir, ja que amb la simple dissociació dels àcids no n'hi ha prou, sinó més aviat s'ha de procedir amb l'eliminació d'un catió d'hidrogen.

Definició de Lewis

Aquesta definició comprèn els fonaments de la teoria de Bronsted-Lowry així com el concepte que aquest va proposar per al sistema dissolvent, aquesta teoria es va postular en l'any 1923 pel químic Gilbert Lewis.

Lewis a aquesta definició proposa una base, a la qual va batejar "la base de Lewis" el qual té la capacitat de donar un parell electrònic i als àcids com "l'àcid de Lewis" sent aquest el respectiu receptor d'aquest parell electrònic. Aquesta definició és completament diferent a les propostes i postulades anteriorment, a causa que no esmenten que els àcids i bases es mesuren amb protons o d'alguna substància enllaçada.

Aquest suposava en la seva teoria que l'anió era l'àcid, i el catió era la base que té un parell electrònic no compartit, si s'usa aquesta definició, es podria comprendre a la reacció àcid-base com la donació directa d'un parell electrònic prové de l'anió, lliurant-ho a l'catió, aconseguint formar un enllaç covalent coordinat. Aquesta combinació és coneguda com la formació de l'compost més vital per a la vida, l'aigua.

Definició de Liebig

Aquesta va ser proposada en l'any 1828, unes dècades més tard que la de Lavoisier, aquesta teoria va ser fonamentada en la seva extensa obra sobre la composició química dels àcids orgànics. Abans d'aquesta definició existia una distinció doctrinal la qual va ser iniciada per Davy, la qual se centrava més que res en els àcids basats en l'oxigen, i els àcids basats en hidrogen.

Segons Liebig un àcid es pot definir com una substància que conté en si mateixa hidrogen, i que fins i tot pot ser reemplaçada, o canviada per un metall. Aquesta teoria tot i basar-se més que tot en mètodes empírics, aconsegueixo estar en vigència durant 5 dècades.

Definició d'Arrhenius

El químic suec Svante Arrhenius buscava modernitzar els termes i definicions que se li havien donat a la reacció que succeïa entre els àcids i bases, al seu torn buscaven simplificar els termes d'aquesta.

L'any 1884 va realitzar un treball en conjunt amb Friedrich Wilhelm en què van aconseguir establir la presència d'ions en una solució aquosa, a causa de la importància que va tenir determinat treball a Arrhenius se li va atorgar la prodigiosa oportunitat de rebre un premi nobel de química a l'any 1903.

La tradicional definició d'àcid-base de caràcter aquosa es pot descriure com la peculiar formació de el component conegut com aigua a partir dels ions de hidroxil i hidrogen, o també com la formació d'aquests a partir de la dissociació d'àcids i una base en dissolució aquosa.

Definició de Pearson (dur-tou)

Aquesta definició postulada per Ralph Pearson el 1963 tot i que es va desenvolupar amb més força en l'any 1984 amb el suport de la feina de Robert Parr, el nom és el de reacció .ácido-base dur-tou, aquests adjectius es fan servir de la següent manera, tou s'usa per referir-se a les espècies més grans, els quals posseeixen baixos  estats d'oxidació, i són fortament polaritzats, Dur s'utilitza per referir-se a les espècies més petites, i es caracteritzen per tenir estats més alts d'oxidació.

Aquesta definició s'ha vist molt útil per als processos de la química orgànica i inorgànica, i els seus principals pràctiques indiquen que els àcids i bases poden interactuar entre si, i les que són més comuns són les reaccions de compostos que posseeixen els mateixos trets, com per exemple tou-tou, o dur-dur.

Aquesta teoria, també és coneguda com la definició ABDB, la qual resulta molt útil per a predir els productes de reaccions de metàtesi. En l'actualitat s'ha comprovat que aquesta reacció pot demostrar la sensibilitat i l'acompliment dels materials explosius.

Aquesta teoria es basa més en les característiques qualitatives, que les quantitatives, els quals ajuden a comprendre d'una manera més senzilla als factors predominants de la química i les reaccions.

Definició de Usanovich

Mikhail Usanovich un químic rus també va realitzar una definició del que implica a la reacció àcid-base, i es pot dir que aquesta és la més generalitzada de totes, en la qual es determina que els àcids són totes aquelles substàncies químiques que són capaços de acceptar espècies negatives, o que si no dóna espècies positives, sent el concepte de la base donat per Usanovich, tot el contrari a les dels àcids.

La reacció d'àcids i bases proposta per aquest químic rus coincideix amb una altra reacció química, coneguda com la "reacció redox" la qual cosa implica una reacció oxidació-reducció, de manera que no compta amb el favor dels químics.

La majoria de les reaccions propostes es basen en formació i ruptura d'enllaços, però la redox, i la de Usanovich es fixen mes com processos de de transferència electrònica física, el que provoca que la distinció entre aquests dos sigui totalment difusa.

Definició de Lux-Flood

Aquesta definició és generalment usada en la geoquímica i l'electroquímica modernes de surt foses, la postulació es va fer l'any 1939 per un químic alemany conegut com Hermann Lux, i va ser desenvolupada novament aconseguint una millora significativa en 1947 pel químic Hakon Flood, per aquesta raó se li coneix a aquesta reacció pels dos cognoms dels mateixos.

En aquesta es pot apreciar uns conceptes d'àcids i bases molt peculiars, sent la base un donant d'anions òxid, mentre que els àcids són els receptors d'aquests anions.

Definició de sistema dissolvent

Aquesta definició és molt important conèixer-la amb relació a aquest tema, ja que diversos dels químics que han realitzant les seves teories amb el passar dels anys, han comentat en ocasions el sistema dissolvent, el qual es basa en una generalització de la definició d'Arrhenius exposada anteriorment.

Hi ha una certa quantitat d'espècies positives en la majoria d'aquests dissolvents, coneguts com cations solvonio, i si no també posseeixen espècies negatives com ho són els anions solvonio, els quals es troben en un estat d'equilibri amb les molècules neutres de l'dissolvent.

En aquesta definició es pot descriure a la base com un solut que ocasiona un augment en la concentració de cations solvonio, mentre que els àcids són els que causen una disminució en els anions solvonio.

Aquesta definició depèn tant de l'compost com de el dissolvent, de manera que depenent de l'dissolvent que es triï, el compost pot tenir l'habilitat de canviar el seu propi comportament.

Resulta molt interessant com els diferents químics de diferents parts de món, i diferents èpoques van parlar i van proposar cadascun una definició diferent sobre el mateix tema, i al seu torn això resulta molt important per a l'estudi i la història de la química, a causa de que ajuntant tots aquests termes s'ha aconseguit conèixer encara millor tots els aspectes considerats sobre els àcids i bases i les seves reaccions neutralitzants.