Objetivos de aprendizaje
Al finalizar este módulo, serás capaz de:
- Evaluar la fuerza de un ácido o una base en función de la disociación en agua.
Salvo por sus nombres y fórmulas, hasta ahora hemos tratado a todos los ácidos como iguales. Sin embargo, los ácidos pueden ser muy diferentes en un aspecto muy importante. Consideremos el HCl(aq). Cuando el HCl se disuelve en H2O, se disocia completamente en iones H+(aq) y Cl-(aq); todas las moléculas de HCl se convierten en iones:
\large\text{HCl}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightarrow {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+{\text{Cl}}^{-}left(aq\right) (disociación al 100%)
Cualquier ácido que se disocia al 100% en iones se llama ácido fuerte. Si no se disocia al 100%, es un ácido débil. El HC2H3O2 es un ejemplo de ácido débil:
\large \text{H}\text{C}_{2}\text{H}_{3}\text{O}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightarrow {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+\text{C}_{2}\text{H}_{3}{\text{O}_{2}}^{-}left(aq\right) (~5% de disociación)
Debido a que esta reacción no se completa al 100%, es más apropiado escribirla como un equilibrio:
\large \text{H}\text{C}_{2}\text{H}_{3}\text{O}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightleftharpoons {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+\text{C}_{2}\text{H}_{3}{\text{O}_{2}}^{-
Como resulta, hay muy pocos ácidos fuertes, que se dan en la Tabla 1. Si un ácido no aparece aquí, es un ácido débil. Puede estar ionizado al 1% o al 99%, pero sigue estando clasificado como un ácido débil.
La cuestión es similar con las bases: una base fuerte es una base que está ionizada al 100% en solución. Si está menos del 100% ionizada en solución, es una base débil. Hay muy pocas bases fuertes (véase la Tabla 1); cualquier base que no esté en la lista es una base débil. Todas las bases fuertes son compuestos OH-. Así que una base basada en algún otro mecanismo, como el NH3 (que no contiene iones OH- como parte de su fórmula), será una base débil.
| Tabla 1. Algunos ácidos fuertes y bases fuertes comunes | Ácidos fuertes | Bases fuertes | HClO4 ácido perclórico | LiOH litio hidróxido de litio |
| HCl ácido clorhídrico | NaOH hidróxido de sodio |
| HBr ácido bromhídrico | KOH hidróxido de potasio |
| HI ácido hidródico | Ca(OH)2 hidróxido de calcio |
| HNO3 ácido nítrico | Sr(OH)2 hidróxido de estroncio | H2SO4 ácido sulfúrico | Ba(OH)2 hidróxido de bario |
Conceptos clave y resumen
Las fuerzas de los ácidos y bases de Brønsted-Lowry en soluciones acuosas pueden determinarse por la forma en que se disocian en el agua.
Ejercicios
1. Diferenciar entre un ácido fuerte y un ácido débil.
2. Diferenciar entre una base fuerte y una base débil.
3. Identificar cada uno como un ácido fuerte o un ácido débil. Suponga soluciones acuosas.
a) HF
b) HCl
c) HC2O4
4. Identifique cada uno como una base fuerte o una base débil. Suponga soluciones acuosas.
a) NaOH
b) Al(OH)3
c) C4H9NH2
5. Escribe una ecuación química para la ionización de cada ácido e indica si procede al 100% a productos o no.
a) HNO3
b) HNO2
c) HI3
a) NH3
b) (CH3)3N
c) Mg(OH)2
7. Un técnico de laboratorio mezcla una solución de 0,015 Mg(OH)2. La concentración de OH- resultante es mayor, igual o menor que 0,015 M? Explique su respuesta.
8. Un técnico de laboratorio mezcla una solución de 0,55 M HNO3. La concentración de H+ resultante es mayor, igual o menor que 0,55 M? Explica tu respuesta.
Glosario
Ácido fuerte: Se disocia al 100 % en el agua.
Base fuerte: Se disocia al 100 % en el agua.
Ácido débil: Sufre <100 % de disociación en el agua.
Base débil: Sufre <100% de disociación en el agua.