Química

Ácidos monopróticos y polipróticos

Por Rodrigo Ricardo

Definición y ejemplos

De acuerdo con las definiciones de Arrhenius y Bronsted-Lowry, los ácidos son compuestos que contienen iones de hidrógeno. Cuando estos compuestos se agregan a una solución, los iones de hidrógeno se liberan o se disocian. Cuanto más fácilmente se desprenden los hidrógenos, más fuerte se considera el ácido.

En esta tabla se encuentran los ácidos monopróticos y polipróticos comunes.

Ejemplos de ácido monopróticoEjemplos de ácido poliprótico
HClH 2 SO 4
HBrH 3 PO 4
HNO 3H 2 CO 3

Los ácidos monopróticos y polipróticos son tipos de ácidos que contienen uno o más iones de hidrógeno, que a menudo se denominan protones. ¿Puedes averiguar las diferencias entre los ácidos monoprótico y poliprótico? Si ha estado estudiando química durante un tiempo, probablemente se haya encontrado con los prefijos mono- y poly- algunas veces. Incluso podría reconocer que mono- significa uno y poli- significa muchos. ¿Esto te da una pista?

Los ácidos monopróticos , como HCl y HBr, contienen solo un ion hidrógeno. Los ácidos polipróticos , como H 2 SO 4 y H 3 PO 4 , contienen dos o tres iones de hidrógeno.

Es tentador pensar que los ácidos polipróticos son más fuertes que los ácidos monopróticos porque contienen múltiples iones de hidrógeno, pero eso en realidad no es cierto. A veces, un ácido poliprótico solo suelta un hidrógeno y mantiene unidos los otros iones de hidrógeno. Sigue averiguando por qué.

Ácidos monopróticos en acción

En el agua, los ácidos monopróticos pierden su hidrógeno a las moléculas de agua circundantes, formando un ion hidronio (H 3 O + ). Lo que queda del ácido después de que se pierde el hidrógeno se llama base conjugada . Puede ver cómo reacciona el HBr (también conocido como ácido bromhídrico) con el agua.

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Disociación del ácido bromhídrico (HBr).
Disociación de HBr

El hidrógeno en HBr se une con el agua para formar H 3 O + y Br- queda atrás. HBr es un ácido monoprótico que se considera un ácido fuerte porque pierde fácilmente su ion hidrógeno en solución. Los ácidos que no pierden fácilmente sus hidrógenos en solución se consideran ácidos débiles .

En general, el grado en que un ácido monoprótico pierde su hidrógeno depende de qué tan atraído sea el hidrógeno por el resto del compuesto. Un ácido monoprótico como HBr pierde su hidrógeno con bastante facilidad porque el ión bromuro (Br-) y el ión hidrógeno no se atraen entre sí. Mientras tanto, a un ácido monoprótico como el HF (ácido fluorhídrico) no le gusta romperse en absoluto. El hidrógeno y el ión fluoruro (F-) se atraen mucho entre sí. Por tanto, el HF se considera un ácido débil.

Medimos la probabilidad de que los hidrógenos se rompan usando algo llamado constante de disociación ácida (Ka) . Este valor es único y constante para cada ácido. En general, cuanto mayor sea el valor de Ka, mayor será la probabilidad de que los iones de hidrógeno se rompan en la solución. Dado que más iones de hidrógeno en solución significa un ácido más fuerte, valores más altos de Ka significan ácidos más fuertes. Los valores más bajos de Ka significan ácidos más débiles.

La constante de disociación de un ácido fuerte como HBr es tan alta que a menudo se la denomina “grande”. Esto significa que casi el 100% del ácido se deshace en solución. La constante de disociación de un ácido débil como el HF es 7,2 x 10 -4 . Eso significa que casi nada del ácido se deshace en solución.

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Ácidos polipróticos en acción

Al igual que los ácidos monopróticos, los ácidos polipróticos también perderán los iones de hidrógeno en agua cuando estén en solución. Inicialmente, un ácido poliprótico solo perderá un ión de hidrógeno y se quedará con los demás. ¿Ves cómo se disocia el ácido sulfúrico, cómo el ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) pierde un hidrógeno y se aferra al otro cuando se pone en una solución con agua? Esta reacción forma un ion hidronio y el ion HSO 4 -.


Disociación del ácido sulfúrico (H
2 SO
4 ).
Disociación de ácido sulfúrico en agua.

Como se señaló anteriormente, el valor de Ka para el H 2 SO 4 es “grande”, por lo que casi el 100% se rompe en agua para formar iones hidronio y el ión HSO 4 -.

HSO 4 : rara vez perderá su otro hidrógeno para formar otro ion hidronio y el ion sulfato (SO 4 2-). El Ka para esta disociación es 1.2 x 10 -2 , por lo que pocos de los iones HSO 4 – se romperán.


HSO
4 – disociación.
Disociación del ion HSO4- en agua.

Los ácidos polipróticos tendrán múltiples valores de Ka, uno por cada hidrógeno eliminado. Generalmente, el valor de Ka disminuye significativamente a medida que se pierden los hidrógenos. La tabla muestra los tres valores de Ka para el ácido poliprótico, H 3 PO 4 . Observe cómo los valores de Ka disminuyen a medida que el ácido pierde iones de hidrógeno.

Forma ácida Valor de Ka
H 3 PO 47,5 x 10 -3
H 2 PO 46.2 x 10 -8
HPO 4 2-4,8 x 10 -13

Resumen de la lección

La principal diferencia entre los ácidos monopróticos y polipróticos es la cantidad de iones de hidrógeno que contiene el ácido. Los ácidos monopróticos contienen un ion hidrógeno; Los ácidos polipróticos contienen múltiples iones de hidrógeno. Cualquier forma fácil de recordar esta diferencia clave es entender que mono- es el prefijo de uno, poli- es el prefijo de muchos y el sufijo -prótico se refiere a los protones, que son lo mismo que los iones de hidrógeno.

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Los ácidos se rompen o se disocian en agua para formar una base conjugada y un ion hidronio (H 3 O + ).

Cuanto más fácilmente un ácido pierde sus protones , se considera que es más fuerte . Cuanto menos probable es que un ácido pierda protones , se considera que es más débil . La fuerza de un ácido está relacionada con su constante de disociación ácida (Ka) . Cuanto mayor sea el valor de Ka, es más probable que un ácido pierda su ion hidrógeno. Por tanto, valores de Ka más altos corresponden a ácidos más fuertes.

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