Laura Acidos

Ácidos Laura Fernandez Cazorla

Los ácidos son sustancias de sabor agrio que reaccionan con los metales produciendo hidrógeno, y cambian el color de los indicadores que se utilizan para reconocerlos.

-Propiedades cualitativas de los ácidos: Un ácido presenta las siguientes características:

+ Disuelve los metales. + Cambia la tonalidad de los indicadores + Puede ser sólido o líquido. + Puede tener sabor agrio o ácido. + Neutraliza las bases. + Tiene un pH menor que 7.

-Fuerza de los ácidos: + Un ácido fuerte es aquel que se disocia completamente en el agua, es decir, aporta iones H+ pero no los recoge. El ácido clorhídrico es un ácido fuerte. Otros son el ácido sulfúrico o el ácido nítrico. + Un ácido débil aporta iones H+ al medio, pero también es capaz de aceptarlos, formando un equilibrio ácido-base. La mayoría de los ácidos orgánicos son de este tipo.

-Dureza de los ácidos: + Son ácidos duros aquellos cationes de pequeño tamaño y alta carga, de baja polarizabilidad: alcalinos, alcalinotérreos ligeros, cationes de transición de alta carga, como el Ti4+, Cr3+, Fe3+, Co2+, etc.

+ Son ácidos blandos las especies químicas de gran tamaño, pequeña o nula carga, y alta polarizabilidad: metales más pesados de carga más baja, como Ag+, Cu+, Pt2+, Hg2+, etc.

Tipos de ácidos + Ácido monoprótico: un ácido monoprótico es aquel que posee un hidrógeno para donar. + Ácido diprótico: posee dos hidrógenos para donar. + Ácido triprótico: posee tres hidrógenos para donar. + Ácido tetraprótico: posee cuatro hidrógenos para donar. + Ácido poliprótico: posee más de cuatro hidrógenos para donar.

-Los hidrácidos Las propiedades ácidas solamente se manfiestan en soluciones acuosas. Son los cationes de hidrógeno: H+ - o el hidronio: H3O, si se da participación al agua- y no a la molécula no ionizada, quienes confieren la acidez a la solución: SH2(g) + 2 H2O = S-2 + 2 H3O + Consecuentemente: En una solución ácida hay cationes de hidrógeno, acompañados por sus respectivos aniones. Los ácidos más simples son los hidrácidos, formados por los compuestos binarios del azufre y los halógenos con el hidrógeno. La nomenclatura diferencia las sustancias gaseosas de sus soluciones ácidas. Hídrico es la terminación común a todos los nombres de los hidrácidos, cuyos respectivos aniones concluyen en uro.

-Los oxácidos: Los oxoácidos son ácidos de composición más complicada. Sus elementos componentes son tres: Además, casi siempre, se obtienen por combinación de un óxido ácido con agua. Todos los oxoácidos disueltos en agua ionizan, dando cationes hidrógeno. SO3H2 = SO3 –2 + 2H+ Ácido anión Sulfuroso sulfito SO4H2 = SO4 –2 + 2H+ Ácido anión Sulfúrico sulfato De las anteriores ecuaciones de ionización resulta que: • •

Cuando la molécula del oxácido ioniza, da un anión y cationes hidrógeno.

La cantidad de cationes hidrógeno es numéricamente igual a la carga iónica del anión.

•

Los oxoaniones están constituidos por átomo de no-metal, unido por covalencias –comunes y de coordinación- con átomos de oxígeno. •

Se necesitan reglas para denominar los oxoaniones: aniones oxigenados, derivados de los oxácidos.

Bases Una base es, en primera aproximación, cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH- al medio. Para medir la basicidad de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH.

-Fuerza de una base: Una base fuerte es la que se disocia completamente en el agua, es decir, aporta el máximo número de iones OH-. El ejemplo anterior es de una base fuerte. Una base débil también aporta iones OH- al medio, pero está en equilibrio el número de moléculas disociadas con las que no lo están.

PH El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones o cationes hidrógeno [H+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7, y básicas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (donde el disolvente es agua). Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH-. En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es

neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.

-Medida del pH: El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno. También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando

indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores. Algunos compuestos orgánicos que cambian de color en función del grado de acidez del medio en que se encuentren se utilizan como indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo. La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH determina muchas características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos.

Siderurgia

Se denomina siderurgia a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones. El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las minas. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos. Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas. Parte de la ganga puede ser separada del mineral de hierro antes de su envío a la siderurgia, existiendo principalmente dos métodos de separación: + Imantación: consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte. El inconveniente de este proceso reside en que la mayoría de las reservas de minerales de hierro se encuentran en forma de hematita, la cual no es magnética. + Separación por densidad: se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. El inconveniente de este método es que el mineral se humedece siendo esto perjudicial en el proceso siderúrgico. Una vez realizada la separación, el mineral de hierro es llevado a la planta siderúrgica donde será procesado para convertirlo primeramente en arrabio y posteriormente en acero.

-Producción del acero: Siderurgias integrales y acerías Se denomina siderurgia o siderurgia integral a una planta industrial dedicada al proceso completo de producir acero a partir del mineral de hierro, mientras que se denomina acería a una planta industrial dedicada exclusivamente a la producción y elaboración de acero partiendo de otro acero o de hierro.

Proceso de producción El acero es una aleación de hierro y carbono. Se produce en un proceso de dos fases. Primero el mineral de hierro es reducido o fundido con coque y piedra caliza, produciendo hierro fundido que es moldeado como arrabio o conducido a la siguiente fase como hierro fundido. La segunda fase, la de acería, tiene por objetivo reducir el alto contenido de carbono introducido al fundir el mineral y eliminar las impurezas tales como azufre y fósforo, al mismo tiempo que algunos elementos como manganeso, níquel, cromo o vanadio son añadidos en forma de ferro-aleaciones para producir el tipo de acero demandado.

En las instalaciones de colada y laminación se convierte el acero bruto fundido en lingotes o en laminados; desbastes cuadrados o planos y posteriormente en perfiles o chapas, laminadas en caliente o en frío.

Metalurgia Ciencia aplicada cuyo objeto es el estudio de las operaciones industriales tendientes a la preparación, tratamiento (físico y/o químico) y producción de metales y sus aleaciones. En términos generales, la técnica metalúrgica comprende las siguientes fases: Obtención del metal a partir de uno de sus minerales Afino o purificación del metal. Preparación de aleaciones. Tratamientos mecánicos, térmicos o termoquímicos para su mejor utilización. La primera fase comprende tres etapas: Concentración (que es la separación de la mayor parte de la ganga o material de desecho que acompaña al mineral). Preparación química del mineral para la etapa siguiente, por medio de la tostación o de la calcinación. Reducción u operación por la que el metal combinado pasa a elemento simple. Existen diversos tipos de técnica metalúrgica, según sea el metal que se quiere beneficiar o el proceso utilizado. Así se distinguen la siderurgia (arrabio, hierro, acero); las metalurgias especiales (cobre, aluminio, cinc, estaño, plomo, etc.), la pulvimetalurgia y la electrometalurgia

-Procesos metalúrgicos: Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases:

+ Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la ganga. + El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal. + Elaboración de aleaciones. + Otros tratamientos del metal para facilitar su uso. Operaciones básicas de obtención de metales: + Operaciones físicas: triturado, molido, filtrado (a presión o al vacío), centrifugado, decantado, flotación, disolución, destilación, secado, precipitación física.

+ Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, hidrometalurgia, electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición, cianuración.