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José López Fernández. 4º B Curso 2008/09 Ácidos y Bases Un ácido es un compuesto ,que en disolución acuosa, produce cationes hidróneo (H3O). Además, una sustancia es un ácido si, al disolverla en agua, colorea de rojo el papel indicador, reacciona con el cinc y otros metales produciendo gas dihidrógeno, reacciona con la caliza produciendo despredimiento de gas dióxido de carbono y es neutralizada por una base. Ejemplos: -

Cloruro de hidrógeno disuelto en agua (ácido clorhídrico)

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Ácido sulfúrico

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Ácido nítrico

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Ácido sulfhídrico.

Una base es un compuesto ,que en disolución acuosa, libera aniones hidróxido (OH)-. Además, una sustancia es una base si, al disolverla en agua, colorea de azul el papel indicador, no reacciona con el cinc, no reacciona con la caliza y es neutralizada por un ácido. Ejemplos: -

Hidróxido de sodio

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Hidróxido de calcio

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Hidróxido de bario

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Otra sustancia que en disolución acuosa tiene un comportamiento básico es el amoníaco.

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. Para comparar la acidez o basicidad de las disoluciones se

utiliza el pH. A tener en cuenta: -

[H3O] > 10 elevado a -7 Molar Disolución ácida. pH < 7

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[H3O] = 10 elevado a -7 Molar Disolución neutra. pH = 7

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[H3O] = 10 elevado a -7 Molar Disolución básica. pH > 7

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Más ácido Neutro Más básico -->

Importancia del pH -

En el organismo humano: El pH en el que es posible la vida humana solo puede oscilar entre el 7 y el 7.8. Las sustancias reguladoras del pH que hay en el cuerpo humano hacen que en las personas sanas el PH de los líquidos extracelulares se mantenga en la proximidad del 7.4. El pH de la sangre arterial es de 7.4, mientras que el de la sangre venosa es de 7.35.

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En la agricultura: Al igual que en el cuerpo humano, el pH óptimo para los suelos es de 6.5. El pH suele variar entre 3.5 y 8.5. Para dejarlo en 6.5, los más normal es añadir cantidades apropiadas de compuestos de calcio.

Indicadores de PH: •

Azul de bromotimol

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Cebolla morada

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Col morada

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Crusker

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Fenolftaleína

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Heliantina

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Jamaica roja

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Lombarda

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Motherforhdio (altamente inactivo)

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Naranja de metilo

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Papel tornasol

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Rojo de metilo

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Telometodilo de alcanfor

•

Verde de bromocresol

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Violeta de metilo

Tipos de reacciones Existen tres tipos de reacciones: -

Reacciones de sustitución

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Reacciones de neutralización

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Reacciones Redox (Óxido – Reducción)

Las estudiaremos por separado. SUSTITUCIÓN Ácido + Metal Zn + 2HCl(aq) ZnCl2 + H2 (g) Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2 (g) Metal + Ácido  Sal del metal + hidrógeno (g)

NEUTRALIZACIÓN Ácido + Base  Sal del metal + H2O Base

Na(OH) + H2O  Na+(aq) + (OH)-(aq)

Ácido HCl (g) + H2O  Cl-(aq) + (H3O)+(aq) NaOH(s) + HCl(g) + H2O  Na(aq) + Cl(aq) + (OH)- + (H3O)+ OH + H3O= 2H2O

REDOX Reacciones Redox: -Reacciones de Reducción (óxido metálico + A metal + B) -Reacciones de Oxidación (metal + oxígeno  óxido metálico) -Oxidaciones (no interviene el carbono) Fe(s) + O2(g)  Fe2O3. Las oxidaciones pueden ser reacciones endoenergéticas o exoenergéticas. Además, son reacciones muy lentas.

-Combustiones (interviene el carbono) C + O2  CO2(g) + ENERGÍA. Las combustiones son siempre reacciones exotérmicas. Además, son reacciones muy rápidas. ¿Cómo obtener metales a través de sus óxidos? Existen dos tipos de formas: -

Descomposición térmica. MexOy

-

q Metal + O2 --> es muy cara

Reduccíon MexOy + C

q

Me(s) + CO2 (g)

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 (mena), 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.

Siderurgia La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas hierros contienen más carbono que algunos aceros comerciales. Los distintos tipos de aceros contienen entre el 0,04 y el 2.25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que pueden ser manganeso, silicio o cromo.