Són centenars els exemples d'àcids i bases que poden trobar-se en totes les branques de la química, però que en el seu conjunt se separen en dues grans famílies: inorgànics i orgànics. Als àcids inorgànics se'ls coneix usualment com àcids minerals, caracteritzats per ser especialment forts comparats amb els orgànics.
S'entén per àcids i bases com substàncies que tenen sabors cítrics o saponáceos, respectivament. Tots dos són corrosius, encara que sol utilitzar-se la paraula 'càustic' per a les bases fortes. En resum: cremen i corroeixen la pell si la toquen. Les seves característiques en mitjans dissolvents han pautat una sèrie de definicions al llarg de la història.
Comportament dels àcids i bases a l'ésser dissolts en aigua. Font: Gabriel Bolívar.
A la imatge inferior es mostra el comportament genèric dels àcids i bases quan s'agreguen o dissolen en un got amb aigua. Els àcids produeixen solucions amb valors de pH per sota de 7 a causa dels ions hidronios, H 3 O +; mentre que les bases, produeixen solucions amb pH dalt de 7 a causa dels ions hidroxil (o oxidrilo), OH -.
Si afegim àcid clorhídric, HCl (gota vermella), a el got, hi haurà ions H 3 O + i Cl - hidratats. En canvi, si repetim l'experiment amb hidròxid de sodi, NaOH (gota estatge), tindrem ions OH - i Na +.
definicions
Les característiques, cada vegada més estudiades i compreses, dels àcids i bases van asseure més d'una definició per a aquests compostos químics. Entre aquestes definicions tenim la d'Arrhenius, la de Bronsted-Lowry, i finalment la de Lewis. Abans de citar els exemples cal tenir això clar.
Arrhenius
Els àcids i bases, d'acord a Arrhenius, són aquells que dissolts en aigua produeixen ions H 3 O + o OH -, respectivament. És a dir, la imatge ja representa aquesta definició. No obstant això, per si sola menysprea alguns àcids o bases massa febles per produir tals ions. És aquí on entra la definició de Bronsted-Lowry.
Bronsted-Lowry
Els àcids de Bronsted-Lowry són aquells que poden donar ions H +, i les bases són aquelles que accepten aquests H +. Si un àcid dona amb molta facilitat els seus H +, vol dir que és un àcid fort. El mateix passa amb les bases, però acceptant H +.
És així que tenim àcids i bases forts o febles, i les seves forces es mesuren en diferents solvents; especialment en l'aigua, de la qual s'estableixen les unitats de pH conegudes (de 0 a 14).
Per tant, un àcid fort HA donarà completament el seu H + a l'aigua en una reacció de l'tipus:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
On A - és la base conjugada d'HA. D'aquí prové ja que el H 3 O + present en el vas amb solució àcida.
Mentrestant, una base feble B desprotonará a l'aigua per guanyar el seu respectiu H +:
B + H 2 O <=> HB + OH -
On HB és l'àcid conjugat de B. Aquest és el cas de l'amoníac, NH 3:
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Una base molt forta pot donar directament els ions OH - sense necessitat de reaccionar amb l'aigua; tal com passa amb el NaOH.
Lewis
Finalment, els àcids de Lewis són aquells que guanyen o accepten electrons, i les bases de Lewis són aquelles que donen o perden electrons.
Per exemple, la base de Bronsted-Lowry NH 3 també és una base de Lewis, ja que l'àtom de nitrogen accepta un H + a l'donar a aquest el seu parell d'electrons lliures (H 3 N: H +). És per això que les tres definicions no discrepen entre si, sinó que s'entrellacen i ajuden a estudiar l'acidesa i basicitat en un espectre més ampli de compostos químics.
Exemples d'àcids
Havent-se aclarit les definicions, s'esmentaran a continuació una sèrie d'àcids amb les seves respectives fórmules i noms:
-HF: àcid fluorhídric
-HBr: àcid bromhídric
• Hi: àcid iodhídric
-H 2 S: àcid sulfhídric
-H 2 Es: àcid selenhídrico
-H 2 Et: àcid tel·lurhídric
Aquests són els àcids binaris, també anomenats hidràcids, a què pertany el ja citat àcid clorhídric, HCl.
-G 3: àcid nítric
-G 2: àcid nitrós
-G: àcid hiponitroso
-H 2 CO 3: àcid carbònic
-H 2 CO 2: àcid carbonós, el qual en realitat es coneix més pel nom d'àcid fòrmic, HCOOH, l'àcid orgànic més simple de tots
-H 3 PO 4: àcid fosfòric
-H 3 PO 3 o H 2: àcid fosforós, amb un enllaç HP
-H 3 PO 2 o H: àcid hipofosforós, amb dos enllaços HP
-H 2 SO 4: àcid sulfúric
-H 2 SO 3: àcid sulfurós
-H 2 S 2 O 7: àcid disulfúrico
-HIO 4: àcid periòdic
-HIO 3: àcid iòdic
-HIO 2: àcid yodoso
-HIO: àcid hipoyodoso
-H 2 CrO 4: àcid cròmic
-HMnO 4: àcid mangánico
-CH 3 COOH: àcid acètic (vinagre)
-CH 3 SO 3 H: àcid metanosulfònic
Tots aquests àcids, excepte el fòrmic i els últims dos, es coneixen com oxoàcids o àcids ternaris.
altres:
-AlCl 3: clorur d'alumini
-FeCl 3: clorur fèrric
-BF 3: trifluoruro de bor
-Cationes metàl·lics dissolts en aigua
-Carbocationes
-H (CHB 11 Cl 11): carborà superácido
- FSO 3 H: àcid fluorosulfónico
- HSbF 6: àcid fluoroantimónico
- FSO 3 H · SbF 5: àcid màgic
Els últims quatre exemples conformen els temibles súper àcids; compostos capaços de desintegrar gairebé qualsevol material amb prou feines tocar-lo. L'AlCl 3 és un exemple d'àcid de Lewis, ja que el centre metàl·lic d'alumini és capaç d'acceptar electrons causa de la seva deficiència electrònica (no completa el seu octet de valència).
Exemples de bases
Entre les bases inorgàniques tenim els hidròxids metàl·lics, com l'hidròxid de sodi, i alguns hidrurs moleculars, com l'amoníac ja citat. A continuació esmentem altres exemples de bases:
-KOH: hidròxid de potassi
-LiOH: hidròxid de liti
-RbOH: hidròxid de rubidi
-CsOH: hidròxid de cesi
-FrOH: hidròxid de franci
-Be (OH) 2: hidròxid de beril·li
-Mg (OH) 2: hidròxid de magnesi
-Ca (OH) 2: hidròxid de calci
-Sr (OH) 2: hidròxid d'estronci
-Ba (OH) 2: hidròxid de bari
-Ra (OH) 2: hidròxid de ràdio
-Fe (OH) 2: hidròxid ferrós
-Fe (OH) 3: hidròxid fèrric
-Al (OH) 3: hidròxid d'alumini
-Pb (OH) 4: hidròxid plúmbico
-Zn (OH) 2: hidròxid de zinc
-Cd (OH) 2: hidròxid de cadmi
-Cu (OH) 2: hidròxid de coure
-Ti (OH) 4: hidròxid titànic
-PH 3: fosfina
-AsH 3: arsina
-NaNH 2: amiduro de sodi
- C 5 H 5 N: piridina
- (CH 3) N: trimetilamina
- C 6 H 5 NH 2: fenilamina o anilina
-NaH: hidrur de sodi
-KH: hidrur de potassi
-Carbaniones
-Li 3 N: nitrur de liti
-Alcóxidos
- 2 NLi: diisopropilamida de liti
-Anión dietinilbenceno: C 6 H 4 C 4 2- (la base més forta coneguda fins ara)
referències
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Naomi Hennah. (10 d'octubre del 2018). How to teach àcids, bases and salts. Recuperat de: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 d'agost de al 2019). Formules of Common Acids and Bases. Recuperat de: thoughtco.com
- David Wood. (2019). Comparing Common Acids & Bases. Study. Recuperat de: study.com
- Ross Pomeroy. (23 d'agost de 2013). The World 's Strongest Acids: Like Fire and Ice. Recuperat de: realclearscience.com
- Wikipedia. (2019). Diethynylbenzene Dianion. Recuperat de: en.wikipedia.org