La pregunta conduce al corazón de lo que significa ser un ácido y / o una base.
Como probablemente ya haya notado, en una reacción ácido-base siempre estamos “definiendo” uno de los reactivos como el ácido y el otro como la base.
Sin embargo, la incitación crítica es: caracterizar una especie química como un ácido / base depende totalmente del contexto. Lo que hay en una reacción es que el ácido puede ser la base en otra.
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Tome la reacción del ácido sulfúrico, H2SO4, con agua, H2O, como ejemplo:
- H2SO4 + H2O -> HSO4- + H3O +
Aquí H2SO4 es el ácido porque dona un protón al agua, que, EN ESTA REACCIÓN, actúa como la base.
Pero el agua también puede actuar como ácido. Considere la acción del amoníaco anhidro que reacciona con el agua:
- NH3 + H2O -> NH4OH
Aquí el agua está actuando como un ácido porque el agua dona un protón a la base, el amoníaco.
Por lo tanto, es muy importante darse cuenta de que etiquetar un compuesto como un ácido o una base es con respecto a una reacción particular. Por supuesto, es cierto que ciertos compuestos (que llamamos “ácidos fuertes” y “bases fuertes”) tienden a actuar, en la mayoría de las reacciones, como uno u otro. Pero siempre habrá excepciones.
Ahora, para llegar a su ejemplo anterior, tiene dos sales sólidas. Si bien esta no es una regla dura y rápida, los sólidos tienden a no reaccionar entre sí (por supuesto, abundan las excepciones, particularmente si los sólidos están pulverizados). La razón es en realidad una de área superficial: para reaccionar, las moléculas individuales deben acercarse entre sí en ángulos específicos que permitan que la reacción continúe. Si tengo una gran porción de NaOH y toco una gran porción de MgO, el único lugar donde pueden reaccionar es donde se tocan, que es un área superficial casi insignificante, particularmente dado que estos son sólidos iónicos con una red cristalina bastante rígida, que generalmente prohíbe que las moléculas individuales se muevan entre sí en masa, y mucho menos con suficiente libertad de movimiento para permitir el ángulo de reacción adecuado. Si los pone en solución, terminará con un equilibrio de iones que pueden o no reaccionar para formar un precipitado. Sin embargo, esto no sería exactamente la química tradicional de ácido / base.
Permíteme darte un ejemplo que te gustará, espero. No será de dos bases [generalmente consideradas] que reaccionen fácilmente. Más bien, será de dos ácidos [considerados genéricamente] que reaccionan para formar uno aún más fuerte. También es un gran ejemplo de la similitud entre dos definiciones de ácido dispirate (Bronsted y Lewis).
Recordemos que un ácido de Bronsted (por definición) dona un protón a una base de Bronsted en una reacción de base ácida; Estas reacciones típicas son la protonación de agua por ácido sulfúrico como se describió anteriormente.
Del mismo modo, recuerde que una base de Lewis (por definición) dona un par solitario a un ácido de Lewis en una reacción de base ácida; la segunda reacción que se muestra arriba puede considerarse una reacción ácido / base de Lewis donde el amoníaco anhidro dona un par solitario a la molécula de agua que forma NH4OH amoníaco-agua.
El ácido de Bronsted HF reacciona fácilmente con el pentafloruro de antimonio ácido de Lewis (SbF5) para formar primero el aducto estable H– (SbF6).
H —- (SbF6) es un orden de magnitud de ácido más fuerte que cualquiera de sus precursores. De hecho, en presencia de un exceso 1 molar de HF, el aducto en realidad protona HF para producir H2F + + SbF6-. La especie H2F + es extraordinariamente ácida.
Observe que en esta segunda reacción, el HF, que normalmente consideramos un ácido bastante fuerte, actúa como una base, ya que es protonado por H-SbF6, un ácido aún más fuerte.
Entonces, puntos clave: [1] los términos “ácido” y “base” son específicos de la reacción: lo que actúa como un ácido en una reacción puede actuar como una base en otra, [2] cuando llamamos a algo ácido (como el ácido fluorhídrico HF descrito anteriormente), lo hacemos porque generalmente actúa como un ácido, pero [3] nombrar algo ácido no significa que no actuará como base en una reacción ácido / base con un ácido aún más fuerte.
Espero que haya ayudado.
