Ácidos, Bases, Redox y Electrólisis: Resumen de Química Completo

Ácidos y Bases

Ácidos

Ácidos: tienen sabor agrio, son corrosivos para la piel, vuelven rojo el papel tornasol, son incoloros en fenolftaleína, atacan a las rocas carbonatadas produciendo efervescencia, reaccionan con metales produciendo gas (redox), en disolución acuosa dejan pasar la corriente eléctrica, neutralizan bases y reaccionan con bases produciendo sales.

Bases

Bases: tienen sabor amargo, son corrosivas para la piel, vuelven azul el papel tornasol y rojo la fenolftaleína, reaccionan con grasas para formar jabón, precipitan algunas sales de disoluciones, en disolución acuosa dejan pasar la corriente eléctrica, neutralizan a los ácidos y reaccionan con ácidos produciendo sales.

Teoría de Arrhenius

Teoría de Arrhenius: teoría de la disociación electrolítica. Según esta, hay electrolitos que manifiestan su conductividad eléctrica en disolución acuosa. Al disolverse se disocian en dos o más componentes, por lo que propone la existencia de átomos con carga.

• Ácido: aquella sustancia que al disolverse en agua libera H⁺.
• Base: aquella sustancia que al disolverse en agua libera OH^-.

Inconvenientes: aplicable solo a sustancias neutras y no es capaz de explicar el comportamiento de todas las bases.

Teoría de Brønsted-Lowry

Teoría de Brønsted-Lowry: las reacciones ácido-base consisten en una transferencia de protones entre unas sustancias y otras. No lo considera aislado, sino interrelacionado.

• Ácido: sustancia que tiene tendencia a ceder H⁺.
• Base: sustancia que tiene tendencia a captar H⁺.

Neutralización: reacción de transferencia de protón donde el ácido cede y la base capta.

Teoría de Lewis

Teoría de Lewis: ácido es toda sustancia que puede aceptar un par de electrones y compartirlos formando un enlace covalente coordinado. Base es toda sustancia capaz de ceder un par de electrones y compartirlos formando un enlace covalente coordinado. El ácido debe tener un orbital libre y la base un par de electrones no compartido.

Hidrólisis de Sales

Hidrólisis: reacción química que ocurre entre moléculas de agua y los iones procedentes de la disolución de ciertas sales. Al disolver una sal en agua se disocia en cationes y aniones que se reparten entre las moléculas de agua.

• Sales de ácido fuerte y base fuerte (NaCl): ningún experimento de hidrólisis; el pH es neutro y no cambia.
• Sales de ácido fuerte y base débil (NH₄Cl): experimenta hidrólisis el catión (ion positivo) y la disolución es ácida.
• Sales de ácido débil y base fuerte (NaCH₃COO): experimenta hidrólisis el anión y la disolución es básica.
• Sales de ácido débil y base débil (NH₄CH₃COO, NH₄CN): experimentan hidrólisis ambos iones; el pH depende de la importancia de cada uno, ganando el más pequeño.

Valoración Ácido-Base

Valoración ácido-base (hallar la cantidad de ácido o base que hay en una muestra): el procedimiento consiste en colocar en el matraz Erlenmeyer un volumen conocido de la disolución que queremos valorar y, desde la bureta, dejar caer gota a gota la disolución patrón hasta llegar al punto de equivalencia, donde no queda ácido ni base. En este punto se igualan los moles de iones H₃O⁺ y OH^-.

Reacción de Neutralización

Reacción de neutralización: es aquella que se da entre un ácido y una base para dar agua y sal.

Reacciones Redox

Reductor: sumamos electrones a la derecha. Oxidante: sumamos electrones a la izquierda.

Número de Oxidación (N.O.)

• Metales alcalinos: +1
• Alcalinotérreos: +2
• Halógenos en sales donde participan: -1
• En elementos sin combinar (cero): depende de la carga.

Método del Número de Oxidación

El aumento total del número de oxidación de los átomos que se oxidan es igual a la disminución de los átomos que se reducen.

Método del Ion-Electrón

Para ajustar una reacción redox hay que tener en cuenta:

1. Ionizar los reactivos y productos cuando sea posible.
2. Identificar las especies oxidante y reductora.
3. Escribir las semirreacciones.
4. Ajustar las semirreacciones respecto a átomos y cargas eléctricas.
5. Combinar las semirreacciones para formar la reacción resultante.

Equivalente Redox

Eq = nº mol / nº electrones (totales en ambos).

Electrólisis

Suministrar corriente para dar una redox no espontánea.

Potencial

Fuerza electromotriz que depende de las sustancias que reaccionan con los electrodos y también de las concentraciones. Para 1 M se obtiene el potencial normal E°, que se encuentra en tablas.

Leyes de Faraday

1. La masa de una sustancia liberada es directamente proporcional a la cantidad de electricidad (o a la intensidad de corriente y al tiempo que circula).
2. Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a los equivalentes de las mismas. 1 equivalente de una sustancia se libera con una cantidad de electricidad determinada.

1 F = 96500 C (unidad de carga).

m = eq (g/eq) · I (A) · t (s) / 96500

ΔG = -n · F · E; W = q · V = -n · F(96500) · E

• E > 0 → ΔG < 0 (espontánea)
• E < 0 → ΔG > 0 (no espontánea)
• E = 0 → ΔG = 0

Pila Daniell

Puente salino (en U al revés), electrodos (barras), conducción por donde pasan los electrones.

Fórmulas Otros Temas

• M_i · V_i = M_f · V_f
• n (mol) = M (concentración) · V
• C.N. gas: ocupa 22,5 L
• P · V = n · R (0,082) · T
• pKa = -log Ka

Ácidos y Bases Fuertes

Ácidos fuertes: HCl, H₂SO₄, HNO₃, CH₃COOH, HClO₄

Bases fuertes: NaOH, KOH, Ca(OH)₄, NH₃, Na₂CO₃, hidróxidos del grupo 1 y 2.

Nomenclatura Orgánica

Hidrocarburos

Dobles, nálacs, triples: Pent-1-en-4-ino.

Cíclicas: 1-Ciclobutilpropano (butil por la forma del cíclico y propano porque es la cadena que tiene añadida).

Alcoholes: Propano-1,2-diol.

Fórmulas Importantes

• Amoniaco: NH₃
• Fosfina: PH₃
• Arsina: AsH₃
• Borano: BH₃
• Estibina: SbH₃
• Silano: SiH₄
• Metano: CH₄

Grupos Funcionales

Radicales

• Metil: -CH₃
• Etil: -CH₂-CH₃
• Propil: -CH₂-CH₂-CH₃
• Isopropil: -CH(CH₃)-CH₃
• Fenil: benceno (C₆H₅-)

Orden para formular: 1) grupo funcional; 2.1) enlaces dobles; 2.2) enlaces triples; 3) radicales.

Radicales: enlace simple -il, enlace doble -enil, enlace triple -inil.