Electrolitos y Teorías Ácido-Base: Conceptos Esenciales de Química

¿Qué son los Electrolitos?

Los electrolitos son sustancias que, al disolverse en agua, dan lugar a disoluciones que conducen la electricidad debido a la presencia de iones disueltos.

Clasificación de los Electrolitos

Pueden clasificarse en ácidos o en bases:

• Electrolitos Fuertes: Son ácidos o bases que, al disolverse en agua, se ionizan en su totalidad.
  • Ácidos Fuertes: HCl, HBr, HI, HClO₄, HNO₃, H₂SO₄.
  • Bases Fuertes: Son los hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos (ej. NaOH, KOH, Ca(OH)₂).
• Electrolitos Débiles: Son aquellas sustancias que en disolución se ionizan parcialmente.

Modelos Ácido-Base

Modelo de Arrhenius

Arrhenius, estudiando la disociación electrolítica en disolución acuosa, definió:

• Ácido: Toda sustancia que en disolución acuosa se disocia cediendo protones (H⁺).
• Base: Toda sustancia que en disolución acuosa se disocia cediendo iones hidroxilo (OH⁻).

Las sustancias neutras se forman a través de las reacciones de neutralización, en las que un ácido reacciona con una base para dar una sal y agua.

Limitaciones de la Teoría de Arrhenius

La teoría de Arrhenius presentaba limitaciones:

1. Reduce a unas pocas sustancias el concepto de ácido o base, ya que hay compuestos que no poseen hidrógenos y se comportan como ácidos, y bases que no poseen hidroxilos y se comportan como tales.
2. Limita por completo el disolvente al agua, pudiendo ser cualquier sustancia polar.

Modelo de Brønsted-Lowry

Según Brønsted-Lowry:

• Ácido: Toda especie química (molecular o iónica) capaz de ceder un protón (H⁺) a otra sustancia.
• Base: Toda especie química (molecular o iónica) capaz de captar protones (H⁺).

Conceptos Adicionales en Química Ácido-Base

Hidrólisis y Autoionización del Agua

El agua es una especie química anfótera. En estado puro no conduce la electricidad, ya que no tiene iones disueltos. Sin embargo, se puede medir una ligera conductividad debido a la denominada autoionización del agua.

Grado de Ionización

El grado de ionización es la relación entre las concentraciones de los iones en el equilibrio y la concentración del ácido o base sin ionizar.

Indicadores Ácido-Base

Un indicador ácido-base es una sustancia de carácter ácido o básico débil que tiene la propiedad de cambiar de color dependiendo del pH.

• Si se añade a una disolución ácida, aumentará en el equilibrio del indicador la concentración de H₃O⁺, por lo que su equilibrio se desplazará hacia la forma más ácida.
• Si es básica, hará disminuir la concentración de iones hidroxilo (OH⁻).