¿Qué son, en términos de química y en términos simples, alcalinidad y acidez?

Respuesta simple? Se refiere a la concentración de iones de hidrógeno (H + o simplemente protones, ya que un átomo de hidrógeno es solo un protón con un electrón) en la solución. Una sustancia ácida tiene una concentración más alta de iones de hidrógeno mientras que una sustancia alcalina tiene una concentración más baja de iones de hidrógeno mientras está en solución. Los iones de hidrógeno son extremadamente hambrientos de electrones y oxidarán (quitarán electrones de) las sustancias. Entonces, algo realmente ácido como el ácido clorhídrico alejará los electrones de otras sustancias, mientras que algo realmente básico como el hidróxido de sodio alejará los protones de otras sustancias. Solo recuerde que todo esto ocurre en soluciones (disueltas, generalmente en agua), por lo que un ácido donará un protón a la solución, que luego pasará a la extracción y viceversa.

Para ser honesto, se vuelve un poco más complicado que eso, ya que hay 3 definiciones separadas de ácidos y bases, que en realidad son solo 3 métodos diferentes para describir el mecanismo de reacción detrás de estas reacciones. Por ejemplo, un ácido de Bronsted-Lowry dona iones de hidrógeno en agua, mientras que un ácido de Lewis acepta pares de electrones. Todos son correctos, es solo que algunas definiciones son más o menos inclusivas que otras.

Simplificado:

La acidez es una medida de la facilidad con que un compuesto puede donar un protón (ion H +). Las definiciones anteriores de acidez se limitaban solo a dar H + al agua, pero ahora esto puede expandirse a cualquier compuesto que pueda aceptar un H +.

La basicidad es una medida de la facilidad con que un compuesto acepta iones H +. Cuando las bases se disuelven en agua, se forman iones OH-, porque las bases quitan el protón del agua. También existen compuestos que ya incluyen iones OH- (NaOH …) y cuando se disuelven en agua, desprenden sus iones OH-. Los tratamos como bases también.

Entonces, la acidez y la alcalinidad son propiedades de los compuestos. Espero que esto haya sido lo suficientemente simple.

El agua existe en equilibrio dinámico con iones de hidrógenos e iones de hidróxido. Piense en ello como disociación de agua: H2O <=> H + + OH-

Solo una pequeña fracción de agua en cualquier momento hace esto, por lo que la concentración de H + y OH- es increíblemente baja, a 10 ^ -7 M en agua pura. Cuando las concentraciones de H + y OH- son iguales, el agua no tiene acidez ni alcalinidad y se dice que es neutral.

La acidez es causada por la creación de un exceso de H + sobre OH-. La forma más fácil de hacerlo es agregar un ácido como el HCl. La alcalinidad es causada por la creación de un exceso de OH- sobre H +. La forma más fácil de hacerlo es agregar una base como NaOH.

En pocas palabras; Un ácido fuerte o una base fuerte se disociará completamente en agua. Un ácido fuerte agrega hidrógenos (protones [H]) al sistema, mientras que una base fuerte agregará hidróxidos [OH] al sistema, por lo tanto, obtenemos pH y pOH. Entonces, una solución alcalina contendrá más grupos OH que H, y una solución ácida contendrá más hidrógenos (H) que hidróxidos (OH)

La acidez y la alcalinidad se abordan mejor desde el mismo punto de vista.

Para ácidos / acidez

HA + H [matemática] _2 [/ matemática] O ⇌ A [matemática] ^ – [/ matemática] + H [matemática] _3 ^ + [/ matemática] O

La HA ácida se disocia para formar la base conjugada A [matemática] ^ – [/ matemática]

La constante de disociación ácida ( Ka ) es la medida de la fuerza de un ácido en solución.

K [matemática] _a [/ matemática] = [A [matemática] ^ – [/ matemática]] [H [matemática] _3 ^ + [/ matemática] O] / [HA]

Un valor bajo de K [math] _a [/ math] significa que no gran parte del ácido se disocia, por lo que es un ácido débil. Los valores de K [matemática] _a [/ matemática] para ácidos débiles varían de 10 [matemática] ^ – [/ matemática] [matemática] ^ 2 [/ matemática] a 10 [matemática] ^ – [/ matemática] [matemática] ^ 1 [/ matemáticas] [matemáticas] ^ 4 [/ matemáticas].

Un valor bajo de pK [matemática] _a [/ matemática] indica un ácido más fuerte.

Para bases / alcalinidad

B + H [matemática] _2 [/ matemática] O ⇆ HB [matemática] ^ + [/ matemática] + OH [matemática] ^ – [/ matemática]

La Base B reacciona con el agua para formar su ácido conjugado HB [matemática] ^ + [/ matemática]

La constante de disociación de la base ( K [math] _b [/ math]) es la medida de la fuerza de una base en solución.

K [matemática] _b [/ matemática] = [HB [matemática] ^ + [/ matemática]] [OH [matemática] ^ – [/ matemática]] / [B]

Un valor alto de K [matemática] _b [/ matemática] indica el alto nivel de disociación de una base fuerte.

Un valor bajo de pK [matemática] _b [/ matemática] indica una base más fuerte.

Recuerda estas relaciones clave

K [matemáticas] _w [/ matemáticas] = K [matemáticas] _a [/ matemáticas] x K [matemáticas] _b [/ matemáticas]

pK [matemáticas] _a [/ matemáticas] + pK [matemáticas] _b [/ matemáticas] = 14

p H = pK [matemática] _a [/ matemática] = – log K [matemática] _a [/ matemática]

p H + p OH = 14

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