3- Reacciones De Neutralización 1ol5i

Química 5to

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Reacciones de neutralización y sales Las soluciones de ácidos y bases tienen propiedades muy distintas. Los ácidos tienen sabor agrio, en tanto que las bases son amargas.* Figura 2.2. El indicador ácido-base azul de bromotimol es azul en solución básica y amarillo en solución ácida. El matraz de la izquierda muestra el indicador en presencia de una base, amoníaco acuoso (aquí rotulado como hidróxido de amonio). El matraz de la derecha muestra el indicador en presencia de ácido clorhídrico, HCl.

Los ácidos pueden alterar el color de ciertos colorantes de forma distinta al efecto que tiene una base (Figura 2.2). Por ejemplo, el colorante llamado tornasol cambia de azul a rojo con un ácido, y de rojo a azul con una base. Además, las soluciones ácidas y básicas difieren de varias formas importantes en sus propiedades químicas. Si mezclamos una solución de un ácido y una de una base, se da una reacción de neutralización. Los productos de la reacción no tienen ninguna de las propiedades características de la solución de ácido ni de la de base. Por ejemplo, cuando se mezcla ácido clorhídrico con una solución de hidróxido de sodio, ocurre la siguiente reacción: HCl (ac) +

NaOH (ac) --> NaCl (ac) + H2O (l)

(ácido)

(base)

(sal)

(agua)

Agua y sal de mesa, NaCl, son los productos de la reacción. Por analogía con esta reacción, el término sal se usa ahora para referirse a cualquier compuesto iónico cuyo catión proviene de una base (por ejemplo, Na+ de NaOH) y cuyo anión proviene de un ácido (por ejemplo, Cl- de HCl). En general, una reacción de neutralización entre un ácido y un hidróxido metálico produce agua y una sal. Puesto que HCl, NaOH y NaCl son electrólitos fuertes solubles, la ecuación iónica completa correspondiente es : H+(ac) + Cl-(ac) + Na+(ac) + OH-(ac) ---> H2O (l) + Na+(ac) + Cl-(ac) Por tanto, la ecuación iónica neta es: +

H

-

(ac)

+ OH (ac) --> H2O(l)

La ecuación iónica neta resume la característica fundamental de la reacción de neutralización entre cualquier ácido fuerte y cualquier base fuerte. Iones H +(ac) y OH-(ac) se combinan para formar H2O. La figura 2.3 muestra la reacción entre ácido clorhídrico y otra base, Mg(OH)2, que es insoluble en agua. Vemos cómo una suspensión blanca de Mg(OH)2, llamada leche de magnesia, se disuelve durante la reacción de neutralización: Ecuación molecular:

Mg (OH)2 (s) + 2 HCl(ac) --> MgCl2 (ac) + 2 H2O (l)

Ecuación iónica neta:

Mg (OH)2 (s) + 2 H

+ (ac)

--> Mg

-

2+ (ac)

+ 2 H2O (l)

Cabe señalar que los iones OH (que en esta ocasión están en un reactivo sólido) y los + iones H se combinan para formar H2O. Dado que los iones intercambian compañeros, las reacciones de neutralización entre ácidos e hidróxidos metálicos también son reacciones de metátesis.

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Figura 2.3. Reacción de neutralización entre el ácido clorhídrico y el hidróxio de magnesio (leche de magnesia)

Reacciones ácido-base con formación de gas Hay muchas bases además de OH- que reaccionan con H+ para formar compuestos moleculares. Dos que podríamos usar en el laboratorio son el ion sulfuro y el ion carbonato. Ambos aniones reaccionan con ácidos para formar gases que son poco solubles en agua. El sulfuro de hidrógeno (H2S), la sustancia que confiere el olor desagradable de los huevos podridos, se forma cuando un ácido fuerte como HCl (ac) reacciona con un sulfuro metálico como Na2S: Ecuación molecular: Ecuación iónica neta:

2 HCl (ac) + Na2S (ac) --> H2S (g) + 2 NaCl (ac) 2 H+(ac) + S2-(ac) --> H2S(g)

Los carbonatos y bicarbonatos reaccionan con ácidos para formar CO2 gaseoso. La reacción de CO32- o HCO3- con un ácido produce primero ácido carbónico (H2CO3). Por ejemplo, cuando se agrega ácido clorhídrico al bicarbonato de sodio, ocurre la reacción siguiente: HCl (ac) + NaHCO3 (ac) --> NaCl (ac) + H2CO3 (ac)

El ácido carbónico es inestable; si está presente en solución en suficiente concentración, se descompone para formar CO2, que escapa de la solución como gas. H2CO3 (ac) --> H2O (l) + CO2 (g) La descomposición de H2CO3 produce burbujas de CO2 gaseoso, como se muestra en la figura 2.3. La reacción total se resume en las ecuaciones siguientes: Ecuación molecular: Ecuación iónica neta:

HCl(ac) + NaHCO3 (ac) --> NaCl(ac) + H2O(l) + CO2 (g) –

+

H

(ac)

+ HCO3

(ac)

--> H2O (l) + CO2 (g)

Tanto NaHCO3 como Na2CO3 se usan como neutralizadores de ácido en derrames de ácidos. La sal bicarbonato o carbonato se agrega hasta que cesa la efervescencia causada por la formación de CO2 (g). A veces se utiliza bicarbonato de sodio como antiácido para calmar el malestar estomacal. En este caso, el HCO 3- reacciona con el ácido estomacal para formar CO 2(g). La efervescencia que se produce cuando se ponen en agua tabletas de Uvasal® se debe a la reacción de bicarbonato de sodio con ácido cítrico. Figura 2.3. La reacción entre bicarbonato y ácido clorhídrico

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La química en la vida diaria: ANTIÁCIDOS El estómago secreta ácidos para ayudar a digerir los alimentos. Estos ácidos, que incluyen ácido clorhídrico, contienen aproximadamente 0,1 mol de H+ por litro de solución. El estómago y el tracto digestivo normalmente están protegidos de los efectos corrosivos del ácido estomacal por un recubrimiento de mucosa. Sin embargo, pueden aparecer agujeros en este recubrimiento que permiten al ácido atacar a los tejidos subyacentes y causar un daño doloroso. Estos agujeros, llamados úlceras, pueden tener su origen en una secreción excesiva de ácidos o en una debilidad del recubrimiento digestivo. Por otro lado, descubrimientos recientes indican que muchas úlceras son causadas por infecciones bacterianas. Según Rodolfo Corti, jefe de la Unidad de Esófago y Estómago del Hospital de Gastroenterología Dr. Bonorino Udaondo, subdirector de la carrera universitaria de médico especialista en Gastroenterología y ex presidente de la Sociedad Argentina de Gastroenterología, "la úlcera péptica es una enfermedad que afecta al 10 por ciento de la población mundial en algún momento de su vida. Alrededor de 3 millones de argentinos sufren de úlcera y se da con mayor frecuencia entre los 35 y los 50 años". Una úlcera péptica es una especie de herida que afecta a la mucosa y a la capa muscular del aparato digestivo en áreas expuestas al ácido clorhídrico, normalmente en la zona llamada curvatura menor del estómago (úlcera gástrica) o en el duodeno (úlcera duodenal). "Generalmente las úlceras tienen suficiente profundidad como para comprometer las capas del estómago. Esta profundidad puede ser variable de acuerdo a las circunstancias y a cada persona. También puede responder con toda una sintomatología clínica o ser absolutamente silenciosa", explica el Dr. Eduardo Piskorz, jefe de Endoscopía del Hospital Fernández.

Entoces, podemos atacar el problema de un exceso de ácido estomacal de dos maneras sencillas: (1) eliminando el ácido en exceso o (2) reduciendo la producción de ácido. Las sustancias que eliminan el exceso de ácido se llaman antiácidos, mientras que las que reducen la producción de ácido se denominan inhibidores de ácido. En la figura 2.4 se muestran varios medicamentos comunes de ambos tipos que se venden sin receta médica. Los antiácidos son bases simples que neutralizan los ácidos digestivos. Su capacidad para neutralizar los ácidos se debe a los iones hidróxido, carbonato o bicarbonato que contienen. En la tabla 2.1 se dan los ingredientes activos de algunos antiácidos (de distintas marcas comerciales de venta libre en Argentina.). La generación más reciente de medicamentos contra las úlceras, como ULCERFEN® y OMEPRASEC®, son inhibidores de ácido traves de los fármacos cimetidina y omeprazol respectivamente. Actúan sobre las células productoras de ácido en el recubrimiento del estómago. Figura 2.4. Antiácidos comerciales TABLA 2.1 Algunos antiácidos comunes Nombre comercial

Agentes neutralizadores de ácido

Mylanta simple® Calmacid® Mylanta extra® Ulcozol rapid Uvasal® Alikal®

Mg(OH)2 y Al(OH)3 Mg(OH)2 y Al(OH)3 Mg(OH)2 y CaCO3 NaHCO3 y omeprazol NaHCO3 y ácido cítrico NaHCO3 y ácido cítrico

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