- estructura química
- Nomenclatura de les sals àcides
- Sales hidrácidas àcides
- Sales àcides ternàries
- Un altre exemple
- formació
- fosfats
- citrats
- exemples
- Sals àcides de metalls de transició
- Caràcter àcid
- usos
- referències
Les sals àcides o oxisals són aquelles que deriven de la neutralització parcial dels hidràcids i oxoàcids. Per tant, poden trobar-se en la naturalesa sals binàries i ternàries, ja siguin inorgàniques o orgàniques. Es caracteritzen per tenir protons àcids disponibles (H +).
A causa d'això, generalment seves dissolucions condueixen a l'obtenció de mitjans àcids (pH <7). No obstant això, no totes les sals àcides exhibeixen aquesta característica; algunes de fet originen solucions alcalines (bàsiques, amb pH> 7).
Bicarbonat de sodi
La més representativa de totes les sals àcides és la que es coneix comunament com bicarbonat de sodi; també coneguda com pols de coure (imatge superior), o amb els seus respectius noms regits per la nomenclatura tradicional, sistemàtica o de composició.
Quina és la fórmula química de l'bicarbonat de sodi? NaHCO 3. Com pot apreciar-se, disposa únicament d'un protó. ¿I com es troba enllaçat dit protó? A un dels àtoms d'oxigen, formant el grup hidròxid (OH).
De manera que els dos restants àtoms d'oxigen es consideren com òxids (O 2-). Aquesta visió de l'estructura química de l'anió permet nomenar-se de manera més selectiva.
estructura química
Les sals àcides tenen en comú la presència d'un o més protons àcids, així com la d'un metall i un no metall. La diferència entre les que provenen dels hidràcids (HA) i els oxoàcids (HAO) és, lògicament, l'àtom d'oxigen.
No obstant això, el factor clau que determina què tan àcida és la sal en qüestió (el pH que produeix un cop dissolta en un solvent), recau sobre la força de l'enllaç entre el protó i l'anió; així mateix depèn de la naturalesa de l'catió, com en el cas de l'ió amoni (NH 4 +).
La força HX, essent X el anió, varia segons el solvent que dissol la sal; el qual generalment és aigua o alcohol. D'aquí, després de certes consideracions d'equilibri en solució, pot deduir-se el nivell d'acidesa de les sals esmentades.
Com més protons tingui l'àcid, més gran serà el nombre possible de sals que puguin emergir d'ell. Per aquesta raó en la naturalesa hi ha moltes sals àcides, la majoria jeu dissolta en els grans oceans i mars, així com components nutricionals dels sòls més dels òxids.
Nomenclatura de les sals àcides
Com es nomenen les sals àcides? La cultura popular s'ha encarregat es assignar noms molt arrelats a les sals més comuns; no obstant això, per a la resta d'elles, no tan conegudes, els químics han enginyat una sèrie de passos per donar-los noms universals.
Amb aquest propòsit la IUPAC ha recomanat una sèrie de nomenclatures, les quals encara apliquen igual per als hidràcids i oxoàcids, presenten lleugeres diferències quan s'empren amb les seves sals.
Cal dominar la nomenclatura dels àcids abans d'avançar a la nomenclatura de les sals.
Sales hidrácidas àcides
Els hidràcids són en essència la unió entre l'hidrogen i un àtom no metàl·lic (dels grups 17 i 16, a excepció de l'oxigen). No obstant això, només aquells que disposen de dos protons (H 2 X) són capaços de formar sals àcides.
Així, en el cas de l'àcid sulfhídric (H 2 S), a l'substituir un dels seus protons per un metall, sodi, per exemple es té NaHS.
Com es diu la sal NaHS? Hi ha dues maneres: la nomenclatura tradicional i la de composició.
Sabent que es tracta d'un sulfur, i que el sodi té només valència +1 (perquè és d'al grup 1), es prossegueix a continuació:
Sal: NaHS
nomenclatures
Composició: Hidrogenosulfuro de sodi.
Tradicional: Sulfur àcid de sodi.
Un altre exemple també pot ser Ca (HS) 2:
Sal: Ca (HS) 2
nomenclatures
Composició: Bis (hidrogenosulfuro) de calci.
Tradicional: Sulfur àcid de calci.
Com es pot apreciar, s'agreguen els prefixos bis-, tris, tetraquis, etc., d'acord a el nombre d'anions (HX) n, sent n la valència de l'àtom metàl·lic. Llavors, aplicant el mateix raonament per al Fe (HSE) 3:
Sal: Fe (HSE) 3
nomenclatures
Composició: Tris (hidrogenoseleniuro) de ferro (III).
Tradicional: Sulfur àcid de ferro (III).
Ja que el ferro compte principalment amb dues valències (+2 i +3), s'indica entre parèntesis amb nombres romans.
Sales àcides ternàries
També trucades oxisals, presenten una estructura química més complexa que les sals hidrácidas àcides. En aquestes l'àtom no metàl·lic forma enllaços dobles amb l'oxigen (X = O), catalogats com òxids, i enllaços simples (X-OH); sent aquests últims responsables de l'acidesa de l'protó.
Les nomenclatures tradicional i de composició mantenen les mateixes normes que per als oxoàcids i les seves respectives sals ternàries, amb l'única distinció de ressaltar la presència de l'protó.
D'altra banda, la nomenclatura sistemàtica considera els tipus d'enllaços XO (d'addició) o el nombre d'oxígens i de protons (la d'hidrogen dels anions).
Tornant amb el bicarbonat de sodi, es nomena com segueix:
Sal: NaHCO 3
nomenclatures
Tradicional: carbonat àcid de sodi.
Composició: hidrogenocarbonat de sodi.
Sistemàtica d'addició i d'hidrogen dels anions: Hidroxidodioxidocarbonato (-1) de sodi, hidrogen (trioxidocarbonato) de sodi.
Informal: Bicarbonat sòdic, bicarbonat de sodi.
D'on sorgeixen els termes 'hidroxi' i 'diòxid'? 'Hidroxi' es refereix a el grup -OH romanent en l'anió HCO 3 - (O 2 C-OH), i 'diòxid' als altres dos oxigen sobre els quals "ressonen" el doble enllaç C = O (ressonància).
Per aquesta raó la nomenclatura sistemàtica, si bé és més exacta, resulta una mica complicada per als iniciats en el món de la química. El nombre (-1) és igual a la càrrega negativa de l'anió.
Un altre exemple
Sal: Mg (H 2 PO 4) 2
nomenclatures
Tradicional: Fosfat diàcid de magnesi.
Composició: Dihidrogenofosfat de magnesi (cal notar els dos protons).
Sistemàtica d'addició i d'hidrogen dels anions: dihidroxidodioxidofosfato (-1) de magnesi, bis de magnesi.
Interpretant novament la nomenclatura sistemàtica, s'ha de l'anió H 2 PO 4 - té dos grups OH, de manera que els dos àtoms d'oxigen restants formen òxids (P = O).
formació
Com es formen les sals àcides? Són producte de la neutralització, és a dir, de la reacció d'un àcid amb una base. A causa de que aquestes sals disposen de protons àcids, la neutralització no pot ser completa, sinó parcial; en cas contrari s'obté la sal neutra, com s'aprecia en les equacions químiques:
H 2 A + 2NaOH => Na 2 A + 2H 2 O (Completa)
H 2 A + NaOH => Naha + H 2 O (Parcial)
Així mateix, només els àcids polipròtics poden tenir neutralitzacions parcials, ja que els àcids HNO 3, HF, HCl, etc., només tenen un únic protó. Aquí, la sal àcida és Naha (la qual és fictícia).
Si en lloc d'haver neutralitzat l'àcid diprótico H 2 A (més exactament, un hidràcid), amb Ca (OH) 2, llavors s'hagués generat la sal de calci Ca (HA) 2 corresponent. Si es fes servir Mg (OH) 2, s'obtindria Mg (HA) 2; si es fes servir LiOH, Liha; CsOH, CsHA, i així successivament.
D'això es conclou pel que fa a la formació, que la sal es conforma per l'anió A que prové de l'àcid, i de l'metall de la base utilitzada per a la neutralització.
fosfats
L'àcid fosfòric (H 3 PO 4) és un oxoàcid polipròtic, de manera que d'ell deriven una quantitat àmplia de sals. Emprant KOH per neutralitzar-lo i així anar obtenint les seves sals es té:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O
El KOH neutralitza un dels protons àcids de l'H 3 PO 4, substituint-se pel catió K + a la sal fosfat diàcid de potassi (d'acord a la nomenclatura tradicional). Aquesta reacció segueix tenint lloc fins que s'addiciona els mateixos equivalents de KOH per neutralitzar tots els protons.
Es pot veure llavors que es formen fins a tres sals potàssiques diferents, cadascuna amb les seves respectives propietats i possibles usos. El mateix resultat podria obtenir usant LiOH, donant fosfats de liti; o Sr (OH) 2, per formar fosfats d'estronci, i així amb altres bases.
citrats
L'àcid cítric és un àcid tricarboxílic present en moltes fruites. Per tant, té tres grups -COOH, el que és igual a tres protons àcids. Novament, així com l'àcid fosfòric, és capaç de generar tres tipus de citrats en funció de l'grau de neutralització.
D'aquesta manera, utilitzant NaOH s'obtenen els citrats mono-, di- i trisódicos:
OHC 3 H 4 (COOH) 3 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 3 + H 2 O
Les equacions químiques llueixen complicades donades l'estructura de l'àcid cítric, però de representar-les reaccions serien tan simples com les de l'àcid fosfòric.
L'última sal és el citrat de sodi neutre, la fórmula química és Na 3 C 6 H 5 O 7. I els altres citrats de sodi són: Na 2 C 6 H 6 O 7, citrat àcid de sodi (o citrat disòdic); i NAC 6 H 7 O 7, citrat diàcid de sodi (o citrat monosòdic).
Aquestes són un clar exemple de sals orgàniques àcides.
exemples
Moltes sals àcides es troben a les flors i molts altres substrats biològics, així com en els minerals. No obstant això, s'han omès les sals d'amoni, les quals, a diferència de les altres, no deriven d'un àcid sinó d'una base: l'amoníac.
Com és possible? Es deu a la reacció de neutralització de l'amoníac (NH 3), base que desprotona i produeix el catió amoni (NH 4 +). L'NH 4 +, així com ho fan els altres cations metàl·lics, pot substituir perfectament qualsevol dels protons àcids de les espècies hidrácidas o oxácidas.
Per al cas dels fosfats i citrats d'amoni, només cal substituir els K i Na per NH 4, i s'obtindran sis noves sals. El mateix és cert amb l'àcid carbònic: NH 4 HCO 3 (carbonat àcid d'amoni) i (NH 4) 2 CO 3 (carbonat d'amoni).
Sals àcides de metalls de transició
Els metalls de transició també poden formar part de diverses sals. No obstant això, són menys conegudes i les síntesis darrere d'elles presenten un major grau de complexitat a causa dels diferents números d'oxidació. Entre aquestes sals es compten com a exemple les següents:
Sal: AgHSO 4
nomenclatures
Tradicional: Sulfat àcid de plata.
Composició: hidrogenosulfato de plata.
Sistemàtica: Hidrogen (tetraoxidosulfato) de plata.
Sal: Fe (H 2 BO 3) 3
nomenclatures
Tradicional: Borat diàcid de ferro (III).
Composició: Dihidrogenoborato de ferro (III).
Sistemàtica: Tris de ferro (III).
Sal: Cu (HS) 2
nomenclatures
Tradicional: Sulfur àcid de coure (II).
Composició: Hidrogenosulfuro de coure (II).
Sistemàtica: Bis (hidrogenosulfuro) de coure (II).
Sal: Au (HCO 3) març
nomenclatures
Tradicional: Carbonat àcid d'or (III).
Composició: hidrogenocarbonat d'or (III).
Sistemàtica: Tris d'or (III).
I així amb altres metalls. La gran riquesa estructural de les sals àcides rau més en la naturalesa de l'metall que la de l'anió; ja que no són molts els hidràcids ni els oxoàcids existents.
Caràcter àcid
Les sals àcides en general quan es dissolen en aigua originen una solució aquosa amb pH menor a 7. No obstant això, això no és estrictament cert per a totes les sals.
Per què no? Perquè les forces que uneixen el protó àcid a l'anió no són sempre les mateixes. Com més forts són, menor serà la tendència de cedir-lo a l'mig; així mateix, hi ha una reacció contrària que fa retrocedir aquest fet: la reacció d'hidròlisi.
Això explica per què el NH 4 HCO 3, tot i ser una sal àcida, genera dissolucions alcalines:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 O <=> H 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 O <=> CO 3 2- + H 3 O +
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Donada les equacions d'equilibri anteriors, el pH bàsic assenyala que les reaccions que produeixen OH - ocorren preferencialment a les que produeixen H 3 O +, espècie indicadora d'una solució àcida.
No obstant això, no tots els anions poden hidrolitzar (F -, Cl -, NO 3 -, etc.); aquests són, aquells que provenen dels àcids i bases fortes.
usos
Cada sal àcida té els seus propis usos destinats a diferents camps. No obstant això, poden resumir cert nombre d'usos comuns per a la majoria d'elles:
-A la indústria alimentària es fan servir com llevats o conservants, així com en la rebosteria, en els productes d'higiene bucal i en l'elaboració de medicaments.
-Aquelles que són higroscòpiques es destinen per absorbir humitat i CO 2 en espais o condicions que així ho requereixin.
-Les sals de potassi i calci en general troben usos com fertilitzants, components nutricionals o reactius de laboratori.
-Com additius de vidre, ceràmiques i ciments.
-A la preparació de solucions amortidores, indispensables per a totes aquelles reaccions sensibles a canvis bruscos de pH. Per exemple, els buffers de fosfats o acetats.
-I finalment, moltes d'aquestes sals aporten formes sòlides i fàcilment manejables de cations (sobretot dels metalls de transició) amb gran demanda en el món de les síntesis inorgàniques o orgàniques.
referències
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8va ed.). Cengage Learning, pàg 138, 361.
- Brian M. Tissue. (2000). Advanced Weak Acid and Weak Base Equilibria. Pres de: tissuegroup.chem.vt.edu
- C. Speakman & Neville Smith. (1945). Acid Salts of Organic Acids as pH-Standards. Nature volume 155, page 698.
- Wikipedia. (2018). Acid Salts. Pres de: en.wikipedia.org
- Identifying Acids, Bases, and Salts. (2013). Pres de: ch302.cm.utexas.edu
- Acidic and Basic Salt Solutions. Pres de: chem.purdue.edu
- Joaquín Navarro Gómez. Sales hidrácidas àcides. Pres de: formulacionquimica.weebly.com
- Enciclopèdia de Exemples (2017). Sales Àcides. Recuperat de: ejemplos.co