Fundamentos de la Teoría Ácido-Base y Reacciones Redox

Teoría Ácido-Base de Lowry-Brønsted

Definiciones

• Ácido: Molécula o ion que dona un H⁺ en agua.
• Base: Molécula o ion que capta un H⁺ en agua.

Reacción Ácido-Base

Proceso de neutralización en donde un ácido transfiere un ion H⁺ a una base, generando un nuevo ácido y una nueva base.

Soluciones Reguladoras de pH (Buffer o Tampón)

a) Ácido débil / Sal de la base conjugada: Ej: HAc/Na⁺Ac⁻

b) Base débil / Sal del ácido conjugado: Ej: NH₃/NH₄⁺Cl⁻

Los integrantes del tampón deben participar en concentraciones altas (mayor o igual a 0.1 moles).

¿Buffers que funcionan en nuestro organismo?: Bicarbonato, tampón fosfato, tampón hemoglobina.

Reacciones de Óxido-Reducción (Redox)

El número de electrones cedidos es igual al número de electrones ganados.

Es un proceso de transferencia de electrones de un elemento a otro. A través de este proceso hay un cambio en el número de oxidación de al menos un par de elementos.

Oxidación

Es una pérdida de electrones y, como consecuencia, hay un aumento en el número de oxidación. Al elemento que sufre oxidación se le llama reductor.

Reducción

Es una ganancia de electrones y, como consecuencia, hay una disminución en el número de oxidación, y el elemento que lo sufre se llama oxidante.

Reglas para la Determinación del Número de Oxidación

1. El número de oxidación de los elementos en su estado natural es siempre cero, independientemente de si se encuentra en estado atómico (Cu, Ag) o en estado molecular (H₂, Cl₂).
2. El número de oxidación de los metales en sus compuestos es siempre positivo. Para los elementos de los grupos 1 y 2 (alcalinos y alcalinotérreos, respectivamente), los valores son +1 y +2, respectivamente. Para los metales restantes, donde la mayoría presentan más de un número de oxidación, su determinación estará sujeta a la aplicación de estas reglas.
3. El número de oxidación de los elementos no metálicos puede ser positivo o negativo, todo depende de la electronegatividad del otro elemento al cual se unan.
4. El número de oxidación del oxígeno en la gran mayoría de sus compuestos es -2, excepto en los peróxidos que es -1.
5. El número de oxidación del H en la mayoría de sus combinaciones es +1, excepto en los compuestos llamados hidruros metálicos donde es -1. ¿Qué N° de oxidación presenta este elemento en los compuestos NaH, CaH₂, AlH₃, N₂H₄, H₂O, CH₄? Luego, el n.o del H es -1; en los tres siguientes los elementos que se unen al hidrógeno son no metales, con toda probabilidad, más electronegativos que él, por lo tanto, el n.o del H debe ser +1.
6. Los números de oxidación del resto de los elementos presentes en un compuesto se determinan teniendo presente que la suma algebraica de los N° de oxidación de todos los átomos presentes en una molécula es siempre cero; si se trata de iones poliatómicos, dicha suma debe ser igual a la carga del ion.