Reacciones de los ácidos: metales, carbonatos e hidróxidos

¿Qué es un ácido?

¿Qué es la química sin combinar un montón de cosas juntas, verdad? Una de las reacciones más emocionantes de la química involucra a los ácidos , que son sustancias con un pH inferior a 7. Compare esto con las bases , que tienen un pH superior a 7.

Abróchese el cinturón de seguridad, porque vamos a realizar reacciones que provocan chisporroteo, burbujeo y calentamiento. Comencemos con las siguientes reacciones:

• Ácidos y metales
• Ácidos y carbonatos
• Ácidos e hidróxidos

Ácidos y metales

El primer grupo de reacciones que discutiremos es cuando se combinan un metal y un ácido. La reacción general da como resultado una sal e hidrógeno gaseoso. No todos los metales reaccionan de esta manera, pero muchos lo hacen.

Para cada tipo de reacción, se mostrará la ecuación balanceada, que significa que el número de átomos en el lado del reactivo (lado izquierdo de la flecha) es igual al número de átomos en el lado del producto (lado derecho de la flecha). También se mostrará la ecuación iónica completa, que muestra los iones (o átomos cargados) en una solución acuosa (cuando un material se disuelve en agua).

La reacción de magnesio con ácido clorhídrico produce cloruro de magnesio (una sal) e hidrógeno gaseoso.

La ecuación balanceada es la siguiente:

Mg (s) + 2HCl (ac) -> MgCl 2 (ac) + H 2 (g)

Notarás letras entre paréntesis junto a los símbolos del elemento. Esto solo muestra el estado en el que se encuentra el elemento:

• (s) significa sólido
• (l) significa líquido
• (aq) significa acuoso
• (g) significa gas

Cuando tiene lugar esta reacción, el gas hidrógeno produce burbujas y la reacción genera calor. Esta reacción se conoce como reacción de desplazamiento único , porque el magnesio desplaza (y reemplaza) a otro elemento (hidrógeno).

Ahora veamos la ecuación iónica. A veces se usa una ecuación iónica neta, y esto significa que los iones que son iguales en ambos lados se tacharán. Aquí, solo presentaremos la ecuación completa:

Mg (s) + 2H + (ac) + 2Cl – (ac) -> Mg +2 (ac) + 2Cl – (ac) + H 2 (g)

Para nuestro segundo ejemplo, veamos qué sucede cuando el hierro se mezcla con ácido sulfúrico. Aquí el hierro y el ácido sulfúrico dan como resultado sulfato de hierro (una sal) e hidrógeno gaseoso. Eche un vistazo a la ecuación balanceada:

Fe (s) + H 2 SO 4 (aq) -> Fe SO 4 (aq) + H 2 (g)

Nuevamente, se forman burbujas del gas hidrógeno y la reacción libera calor. Al igual que la primera reacción, se trata de una reacción de desplazamiento único (el hierro desplaza al hidrógeno).

Y la ecuación iónica es:

Fe (s) + 2H + (ac) + SO 4 -2 (aq) -> Fe 2 (ac) + SO 4 -2 (aq) + H 2 (g)

Ácidos y carbonatos

Pasemos a los ácidos y carbonatos. Un carbonato está cargado negativamente y contiene un carbono unido a tres átomos de oxígeno. La reacción general da como resultado una sal, gas dióxido de carbono y agua.

Las reacciones entre carbonatos y ácidos se denominan reacciones de neutralización porque el ácido está neutralizado. En otras palabras, el ácido y la base (carbonato) se neutralizan o su pH se acerca a 7.

Si alguna vez ha tomado Tums para tratar el ácido del estómago, ha experimentado esta reacción de primera mano. Tums contiene carbonato, que neutraliza el ácido del estómago. Y si eructas, ¿adivina por qué? Sí, la reacción crea gas y esto hace que eructe.

Veamos otro ejemplo. Cuando el carbonato de magnesio reacciona con el ácido clorhídrico , produce cloruro de magnesio (sal), agua y dióxido de carbono. La ecuación balanceada es:

MgCO 3 (s) + 2HCl (ac) -> MgCl 2 (ac) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Al igual que las otras reacciones, se producen burbujas (esta vez debido al dióxido de carbono) y se libera calor.

La ecuación iónica es:

MgCO 3 (s) + 2H + (ac) + 2Cl – (ac) -> Mg +2 (ac) + 2Cl – (ac) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Ahora veamos el carbonato de zinc y el ácido nítrico , que se combinan para formar nitrato de zinc (sal), agua y dióxido de carbono. La ecuación balanceada es:

ZnCO 3 (s) + 2HNO 3 (aq) -> Zn (NO 3 ) 2 (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Y lo adivinaste, como se produce un gas (dióxido de carbono), aparecen burbujas. Y, al igual que las otras reacciones, se libera calor.

La ecuación iónica es:

ZnCO 3 (s) + 2H + (ac) + 2NO 3 – (ac) -> Zn +2 (ac) + 2NO 3 – (ac) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Ácidos e hidróxidos

El último grupo en el que nos centraremos es la reacción con un ácido y un hidróxido. Un hidróxido tiene carga negativa y contiene un átomo de hidrógeno y oxígeno. Como los carbonatos y las reacciones ácidas, son reacciones de neutralización. Los hidróxidos son bases. La reacción típica da como resultado sal y agua.

La primera reacción que veremos es la reacción del ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio , que da como resultado cloruro de sodio (sal) y agua.

La ecuación balanceada es:

HCl (ac) + NaOH (ac) -> NaCl (ac) + H 2 O (l)

Puede notar que no se forman gases, por lo que no hay burbujas. Sin embargo, todavía se libera calor.

Y la ecuación iónica es:

H + (ac) + Cl – (ac) + Na + (ac) + OH – (ac) -> Na + (ac) + Cl – (ac) + H 2 O (l)

En esta reacción final, el hidróxido de potasio y el ácido nítrico formarán nitrato de potasio (sal) y agua. La ecuación balanceada es:

KOH (ac) + HNO 3 (ac) -> KNO 3 (ac) + H 2 O (l)

Como la otra reacción de hidróxido, no se forman burbujas; sin embargo, se calentará.

Y la ecuación iónica es:

K + (ac) + OH – (ac) + H + (ac) + NO 3 – (ac) -> K + (ac) + NO 3 – (ac) + H 2 O (l)

Resumen de la lección

¡Vaya, fueron muchas reacciones! Las estrellas de nuestras reacciones fueron los ácidos , o sustancias con un pH inferior a 7. Reaccionamos ácidos con metales, carbonatos e hidróxidos. Los carbonatos son átomos de carbono unidos a tres átomos de oxígeno y los hidróxidos están formados por oxígeno e hidrógeno combinados. Los carbonatos y los hidróxidos son bases o sustancias con un pH superior a 7.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador