Transcript MATERIALES Y SUSTANCIAS Ácidos y bases Física y Química 4º ESO: guía interactiva para la resolución de ejercicios I.E.S.

MATERIALES Y SUSTANCIAS
Ácidos y bases
Física y Química 4º ESO: guía interactiva
para la resolución de ejercicios
I.E.S. Élaios
Departamento de Física y Química
 Propiedades de ácidos y bases
 Escala de PH
 Neutralización
Índice










Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
1
2
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4
5
6
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10





Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
Ejercicio
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Ayuda
• Muchas de las disoluciones, que manejamos tanto en el laboratorio como en la casa o en la
industria, pertenecen a una de dos grandes familias de la química: los ácidos y las bases (éstas
denominadas también álcalis).
• La pertenencia a un grupo a otro se decide por una serie de propiedades características y
contrarias entre sí que se conocen desde hace siglos.
PROPIEDADES CARÁCTERÍSTICAS DE LOS ÁCIDOS Y DE LAS BASES
ÁCIDOS
• Se disuelven en agua
• Sabor agrio
• Tacto punzante
• Colorean de rojo el tornasol
• Reaccionan con el cinc o el magnesio
desprendiendo hidrógeno
• Reaccionan con los carbonatos
desprendiendo dióxido de carbono
• Algunos son cáusticos (dañan la piel y
los tejidos)
• Conducen la corriente eléctrica en
disolución
• Reaccionan con las bases
neutralizándolas
BASES
•
•
•
•
Se disuelven en agua
Sabor amargo
Tacto untuoso
Colorean de azul el tornasol
• Algunas son caústicas (dañan la piel y
los tejidos)
• Conducen la corriente eléctrica en
disolución
• Reaccionan con los ácidos
neutralizándolos
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Ayuda
• De una manera más general, un ácido es “la sustancia que en disolución acuosa cede
iones hidrógeno (H+)” y una base “aquella sustancia que en disolución acuosa acepta
iones hidrógeno (H+)”. Si consideramos los álcalis como los hidróxidos solubles, éstos se
caracterizan por disociar en agua el ión hidróxido (OH-) .
• No todos los ácidos tienen la misma fortaleza, y por tanto es diferente la acidez que presentan
en disolución. Así hay ácidos muy fuertes (clorhídrico, sulfúrico) y otros débiles (acético,
benzoico). Además, para cada ácido también influye la concentración en agua que presenta:
cuanto mayor sea ésta más acidez mostrará.
• Análogas consideraciones pueden hacerse respecto de las bases. Hay bases fuertes (hidróxido
de sodio) y débiles (amoniaco), y además su basicidad dependerá de su concentración.
• Todos estos factores pueden medirse a través de lo que se denomina pH. Es una escala
logarítmica relacionada con la concentración de H+ que contiene una disolución, y por tanto con
su carácter más o menos ácido o básico.
Valor de pH
Disolución
pH<7
ácida
pH=7
neutra
pH>7
básica
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Ayuda
• El pH puede medirse mediante indicadores en disolución- algunos de ellos extraídos de
plantas- que son sustancias que adoptan diferente color según el pH de la disolución en la
que se hallan.
La col lombarda es un
indicador ácido-base.
Rojo:muy ácido
Amarillo: muy básico
Indicador universal tomando diferentes
colores según el pH
• Y también mediante papel indicador, que se utiliza añadiéndole una gota de la disolución
a medir. El modo mas exacto de medir el pH es utilizar un pH-metro, aparato que
mediante un sensor nos da una lectura directa del pH.
Básica
Ácida
Neutra
Escala de papel pH
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Midiendo con el pH-metro
Ayuda
Ácidos más importantes
Nombre
Fórmula
Dónde se encuentra
Ác. Clorhídrico
Ác. Sulfúrico
Ác. Nítrico
Ác. Carbónico
Ác. Acético
Ác. Fórmico
Ác. Cítrico
HCl
H2SO4
HNO3
H2CO3
C2O2H4
CO2H2
C6H8O7
En el estómago. Es el salfumán
En la lluvia ácida, baterías de coche
En la lluvia ácida
En las bebidas carbónicas
En el vinagre
En las hormigas rojas
En los limones y naranjas
Bases más importantes
Nombre
Fórmula
Dónde se encuentra o cómo se utiliza
Hidróxido de sodio
Hidróxido de calcio
Óxido de magnesio
Carbonato de calcio
Hidrogenocarbonato de
sodio
Amoníaco o
(hidróxido de amonio)
NaOH
Ca(OH)2
MgO
CaCO3
NaHCO3
Fabricación de jabones
Neutralización de suelos
Antiácido
Neutralización de aguas
Antiácido estomacal
NH3
(NH4OH)
Limpiador doméstico, en la industria,
precursor de abonos y otros
productos nitrogenados
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Ayuda
• Cuando se añade una base a un ácido o viceversa en las proporcionas adecuadas, las
propiedades características de ambos desaparecen, por ello a esta reacción química se le
denomina “neutralización”.
• El esquema típico de una reacción de neutralización es la que sucede entre cualquier ácido y
un hidróxido:
HCl(aq) + NaOH(aq)

NaCl(aq)+ H2O (l)
ácido + base

sal + agua
• Pero también hay otras bases que no son hidróxidos y pueden neutralizar a los ácidos: se
trata de los óxidos metálicos:
MgO(s) + 2 HNO3 (aq)  Mg(N03)2 (aq) + H2O (l)
• También son bases los carbonatos e hidrógenocarbonatos:
CaCO3(s) + 2 HCl(aq)  CaCl2 (aq) + CO2(g) + H2O(l)
NaHCO3(s)+ HCl(aq)  NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)
Una reacción de neutralización puede seguirse mediante el cambio
de color que experimenta un indicador que ha sido previamente
añadido a la mezcla.
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El vinagre, el zumo de limón y el yogur tienen sabor ácido ¿qué otras propiedades tendrán
en común?
Si todos ellos son ácidos deberán tener en común
todas las propiedades de los ácidos.
Consulta la ayuda si no las recuerdas.
• Se disuelven en agua (el yogur menos debido a la grasa)
• Sabor agrio
• Tacto punzante (no perceptible pues son ácidos débiles y diluidos)
• Colorean de rojo el tornasol
• Reaccionan con el cinc o el magnesio desprendiendo hidrógeno
(muy débilmente por la dilución)
• Reaccionan con los carbonatos desprendiendo dióxido de carbono
• Algunos son cáusticos (aquí no hay peligro por ser ácidos débiles y diluidos)
• Conducen la corriente eléctrica en disolución
• Reaccionan con las bases neutralizándolas
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¿Qué diferencias hay entre un ácido y un álcali?
Recuerda las propiedades de ambos
o consulta la ayuda.
Subraya las que sean diferentes
PROPIEDADES CARÁCTERÍSTICAS DE LOS ÁCIDOS Y DE LAS BASES
ÁCIDOS
• Se disuelven en agua
• Sabor agrio
• Tacto punzante
• Colorean de rojo el tornasol
• Reaccionan con el cinc o el magnesio
desprendiendo hidrógeno
• Reaccionan con los carbonatos
desprendiendo dióxido de carbono
• Algunos son cáusticos (dañan la piel y
los tejidos)
• Conducen la corriente eléctrica en
disolución
• Reaccionan con las bases
neutralizándolas
BASES
•
•
•
•
Se disuelven en agua
Sabor amargo
Tacto untuoso
Colorean de azul el tornasol
• Algunas son caústicas (dañan la piel y
los tejidos)
• Conducen la corriente eléctrica en
disolución
• Reaccionan con los ácidos
neutralizándolos
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Si tienes una disolución de hidróxido de sodio, otra de ácido sulfúrico y una col lombarda,
¿qué harías para saber si una disolución desconocida es un ácido o un álcali?
Consulta la ayuda para ver cómo se comporta la col lombarda como indicador de ácidos y álcalis
Con el ácido sulfúrico
Ácido
débil
Con agua destilada
Ácido
fuerte
Con hidróxido de sodio
Sustancia desconocida
Comparando el color que adquiere
la col en contacto con la sustancia
desconocida con los colores que
toma con las sustancias que
previamente se han ensayado
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Álcali
fuerte
Álcali
débil
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Contesta a las preguntas que vayan apareciendo en la pantalla.
Relaciona tu respuesta con el comportamiento
de algunos colorantes vegetales que aparecen en
la información.
¿Por qué el color de
algunas flores depende
del tipo de tierra?
El color dependerá del pH del suelo.
Así las hortensias, en terrenos silíceos (ácidos), dan
flores azules, mientras que en terrenos calcáreos
(alcalinos) dan flores rosas.
Al añadir limón a la infusión de té, el pH de ésta
disminuirá, es decir, se hará más ácido y los
colorantes del té cambian a una tonalidad más clara.
¿Por qué cambia el color
del té cuando se añade
limón?
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Di qué ácidos esperas encontrar en los lugares que irán apareciendo en la pantalla. Intenta
recordarlo sin recurrir a la ayuda.
En el estómago
Ácido clorhídrico
En un vaso de
zumo de naranja
En la batería de
un coche
Ácido sulfúrico
En una botella
de vinagre
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Ácido cítrico
Ácido acético
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Muchos ácidos y bases, sobre todo cuando están concentrados, son cáusticos o
corrosivos. (a) ¿Qué significa este término? (b) ¿Cómo podemos saber de antemano si
una sustancia es corrosiva ? (c) ¿Cómo deberemos protegernos al utilizarla?
(a) Significa que daña gravemente la piel o cualquier tejido al entrar en contacto con ellos.
(b) Todos los productos químicos deben llevar un etiquetado con unos pictogramas que en
todos los países signifiquen lo mismo y que adviertan de los riesgos de las sustancias y
de cómo deben manejarse con seguridad. En el caso de las sustancias corrosivas ,si
quieres conocer el pictograma, haz clic después de leer este texto.
(c) Puesto que el riesgo lo sufrimos cuando
la sustancia corrosiva alcanza nuestro
cuerpo, habrá que protegerse
principalmente los ojos, con unas gafas
de seguridad, la ropa, con una bata
preferiblemente de tejido resistente a
la corrosión, y en muchos casos
también usar guantes especiales.
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(a) ¿Qué ión contienen todos los ácidos en disolución acuosa?
(b) ¿Qué ión contienen todos los álcalis en disolución acuosa?
(a) Si no conoces la definición, recuerda todos los ácidos que has visto a lo largo del tema
o consulta la información.
Se define como ácido a aquella sustancia que en disolución acuosa cede iones hidrógeno.
La ecuación química que representa este comportamiento se puede escribir, si HA es un
ácido: HA  H+ + A- o, si se tiene en cuenta la participación del disolvente, el agua:
HA(aq) + H2O  H3O+(aq) + A-(aq). Así pues, el ión que contienen todos los ácidos en
disolución acuosa es el H+ hidratado, que se escribe H3O+.
(b) Recuerda que identificamos los álcalis como los hidróxidos solubles.
Se define como álcali aquella sustancia que en disolución acuosa, cede iones hidróxido.
La ecuación química que representa este comportamiento se puede escribir, si BOH es un
álcali: BOH  B+ + OH-.
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Indica en cada caso el valor de pH en la escala propuesta y también si las sustancias son
ácidos o bases o sustancias neutras:
(a) superior a 9
(b) aproximadamente 7
(c) inferior a 5
Puedes consultar la ayuda para relacionar la acidez o basicidad con los valores de pH
Clasificación
(ácido o base)
Sustancia
Vinagre
ácido
Agua de lluvia
casi neutro
Valor de pH
pH<5
pH=7 (aprox)
Ácido sulfúrico
concentrado
ácido
pH<5
Disolución de
hidróxido de sodio
base
pH>9
Agua de mar
Disolución de
hidrógenocarbonato
de sodio
casi neutro
base
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pH=7 (aprox)
pH>9
Es algo ácida porque
se disuelve el CO2.
Es algo básica a causa
de alguna de las sales
disueltas.
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El ácido bórico es un sólido blanco soluble en agua. Su disolución no colorea
apreciablemente el papel indicador, que se queda amarillo, ni se observan burbujas al
hacer reaccionar ácido bórico con cinc o con carbonato de calcio. ¿Qué experimentos
podríamos hacer para demostrar que el ácido bórico es realmente un ácido?
La respuesta debe ir en función
del instrumental de laboratorio del
que dispongamos.
Medida directa del pH
con un pH-metro.
El ácido bórico se muestra como
un ácido débil. Su pH estará entre
6 y 7 por el resultado del papel
indicador.
Utilizar uno o dos
indicadores
adecuados para la zona
de pH entre 6-7.
Comprobar que
neutraliza
a una base.
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pH<7
Azul de bromotimol
pH<6, amarillo
pH>7,6, azul
Deberá dar amarillo
o verde.
Añadir ácido bórico poco
a poco a una base y
comprobar que el pH
de ésta va disminuyendo
apreciablemente.
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Si hacemos burbujear dióxido de carbono gaseoso en el agua, ¿el pH de ésta aumentará o
disminuirá? ¿Con qué tipo de sustancias corrientes relacionas este proceso?
El CO2 reacciona con el agua y se convierte en un ácido, piensa cuál es y escribe la ecuación
química que representa la reacción.
CO2(g) + H2O(l)

H2CO3 (ac)
ácido carbónico
Al haberse obtenido un ácido,
el pH del agua disminuirá.
¿Qué sustancias tienes en casa que puedan contener CO2 ?
Todas las bebidas con
burbujas.
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¿Por qué es peligroso ingerir aspirinas con el estómago vacío? ¿Cómo puede protegerse el
estómago de la acción de este medicamento, tan beneficioso por otros motivos?
El principio activo de la aspirina es el ácido acetilsalicílico, que puede dañar las paredes del estómago,
si no está diluido por haber ingerido alimentos, y producir
una úlcera gástrica al causar un pH demasiado bajo.
Además de comer algo antes de tomar aspirinas, podemos
neutralizar en parte el ácido con una base débil.
La aspirina “efervescente”, contiene hidrógenocarbonato de sodio y, al disolverse en agua, neutraliza en
parte el ácido acetil-salicílico.
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¿Por qué se usan ácidos débiles, como el acético o cítrico, para eliminar los residuos
calcáreos de las resistencias eléctricas ?
Piensa y escribe la ecuación química que representa
la reacción de un carbonato con un ácido, ya sea ácido
clorhídrico (fuerte) o ácido acético (débil).
Consulta en la información la fórmula de éste último.
Resistencia de
una lavadora,
cubierta de
carbonatos
depositados por
el agua.
CaCO3(s) + 2 HCl (aq)  CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
CaCO3(s)+ 2 C2O2H4(aq)  (C2O2H3)2Ca(aq) + CO2(g) + H2O(l)
Si el ácido es
fuerte, ¿qué
le ocurriría al
acero de la
resistencia?
Si el ácido es fuerte atacará al metal de la resistencia y la
dejará inservible:
Fe(s) + 2 HCl(aq)  FeCl2(aq) + H2(g)
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Ácido reaccionado
con un carbonato.
Las burbujas de
gas son debidas al
CO2.
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Completa con palabras, escribe con fórmulas e iguala las reacciones de neutralización que
irán apareciendo en pantalla.
(a) ácido fluorhídrico (ac) + hidróxido de sodio (ac)

fluoruro de sodio (ac) + agua (l)
HF(ac) + NaOH(ac)  NaF(ac) + H2O(l)
(b) ácido clorhídrico (ac) + hidróxido de calcio (ac)

cloruro de calcio (ac) + agua (l)
2 HCl(ac) + Ca(OH)2(ac)  CaCl2(ac) + 2 H2O(l)
(c) ácido sulfúrico (ac) + hidróxido de potasio (ac)

sulfato de potasio (ac) + agua (l)
H2SO4(ac) + 2 KOH(ac)  K2SO4(ac) + 2 H2O(l)
(d) ácido nítrico (ac) + hidróxido de hierro (III) (ac)
 nitrato de hierro (III) (ac) + agua (l)
3 HNO3(ac) + Fe(OH)3(ac)  Fe(NO)3(ac) + 3 H2O(l)
(e) ácido sulfhídrico (ac) + hidróxido de aluminio (ac)

sulfuro de aluminio (ac) + agua (l)
3 H2S(ac) + 2 Al(OH)3(ac)  Al2S3(ac) + 6 H2O(l)
(f) ácido clorhídrico (ac) + hidróxido de amonio (ac)
 cloruro de amonio (ac) + agua (l)
HCl(ac) + NH4OH(ac)  NH4Cl(ac) + H2O(l)
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¿Qué ácido y qué base utilizarías como reactivos para obtener las sales que te irán
apareciendo en la pantalla? Escribe las ecuaciones de neutralización correspondientes.
ácido clorhídrico (ac) + hidróxido de magnesio (ac) 
2 HCl(ac) + Mg(OH)2(ac)
cloruro de magnesio (ac)
MgCl2 (ac) + 2 H2O (l)

ácido sulfúrico (ac) + hidróxido de calcio (ac) 
sulfato de calcio (s)
H2SO4(ac) + Ca(OH)2(ac)

ácido yodhídrico (ac) + hidróxido de potasio (ac) 
HI(ac) + KOH(ac)

+ agua (l)
CaSO4(ac) + 2 H2O (l)
yoduro de potasio (ac)
+ agua (l)
KI(ac) + H2O(l)
ácido nítrico (ac) + hidróxido de amonio (ac) 
HNO3(ac) + NH4OH(ac)
+ agua (l)
nitrato de amonio (ac)
NH4NO3(s) + H2O(l)

ácido sulfhídrico (ac) + hidróxido de hierro (III) (ac) 
3 H2S(ac) + 2 Fe(OH)3(ac)
+ agua (l)

sulfuro de hierro (III) (s)
Fe2S3(ac) + 6 H2O(l)
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+ agua (l)
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El problema de la caries dental también tiene relación con los ácidos. A partir de la
información que aparece en tu libro de texto, o de otras fuentes que puedas consultar,
contesta al cuestionario que aparecerá en la pantalla, eligiendo la respuesta adecuada en
cada caso.
a) bacterias que se comen los dientes
La caries dental es causada por
b) partículas de comida que se quedan en la boca
c) bacterias que descomponen los azúcares de los
restos de comida generando ácidos que atacan los
dientes
¿A partir de qué pH se daña el esmalte dental?
a) pH= 2
b) pH=5,5
c) pH=4
Al cepillarnos los dientes no eliminamos
a) placa dental
b) bacterias
c) sarro
El pH de la pasta dental debe ser
pH<7
pH>7
pH=7
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