Funciones inorgánicas: ácidos, bases, sales y óxidos

Funciones inorgánicas son grupos de compuestos inorgánicos que tienen características similares.

Una clasificación fundamental con respecto a los compuestos químicos es: Los compuestos orgánicos son aquellos que contienen átomos de carbono, mientras que compuestos inorgánicos están formados por los otros elementos químicos.

Hay excepciones como CO, CO₂ y Na₂CO₃, que aunque tienen carbono en la fórmula estructural, tienen características de sustancias inorgánicas.

Funciones inorgánicas – Conceptos básicos

Las cuatro funciones inorgánicas principales son: ácidos, bases, sales y óxidos.

Estas 4 funciones principales fueron definidas por Arrhenius, un químico que identificó iones en ácidos, bases y sales.

Ácidos

Ácidos son compuestos covalentes, es decir, comparten electrones en sus enlaces. Tienen la capacidad de ionizarse en el agua y formar cargas, liberando H⁺ como el único catión.

Clasificación ácida

Los ácidos se pueden clasificar de acuerdo con la cantidad de hidrógenos que se liberan en solución acuosa y se ionizan al reaccionar con agua para formar el ion hidronio.

La fuerza de un ácido se mide por el grado de ionización. De acuerdo con las funciones inorgánicas cuanto mayor sea el valor del ácido, más fuerte, porque:

Los ácidos pueden o no contener el elemento oxígeno en su estructura, por lo tanto:

Nomenclatura ácida

La fórmula general de un ácido se puede describir como H_xO_n donde a representa el anión que constituye el ácido y la nomenclatura generada puede ser:

Características ácidas

Las principales características de los ácidos son:

• Tienen sabor agrio.
• Conducen corrientes eléctricas porque son soluciones electrolíticas.
• Forman gas de hidrógeno cuando reaccionan con metales como el magnesio y el zinc.
• Forman dióxido de carbono al reaccionar con el carbonato de calcio.
• Cambio de los indicadores ácido-base a un color específico (el papel tornasol azul se vuelve rojo).

Ácidos principales

Ejemplos: ácido clorhídrico (HCl), ácido sulfúrico (H₂SO_{4 4}), ácido acético (CH₃COOH), ácido carbónico (H₂CO₃) y ácido nítrico (HNO)₃)

Aunque el ácido acético es un ácido químico orgánico, es importante conocer su estructura debido a su importancia como funciones inorgánicas.

Bases

Bases son compuestos iónicos formados por cationes, con mayor frecuencia metales, que se disocian en el agua liberando el anión hidróxido (OH^–)

Clasificación base

Las bases se pueden clasificar de acuerdo con el número de hidroxilos liberados en solución.

Las bases son generalmente sustancias iónicas y la fuerza de una base se mide por el grado de disociación.

Cuanto mayor sea el valor, más fuerte será la base, porque:

Nomenclatura base

La fórmula general de una base se puede describir como, donde B representa el radical positivo que constituye la base y es la carga que determina el número de hidroxilos (OH-).

La nomenclatura para bases de carga fija viene dada por:

Cuando la base tiene carga variable, la nomenclatura puede ser de dos maneras:

Características base

• La mayoría de las bases son insolubles en agua.
• Conducir corriente eléctrica en solución acuosa.
• Son resbaladizas.
• Reacciona con ácido formando sal y agua como productos.
• Cambio de los indicadores ácido-base a un color específico (el papel tornasol rojo se vuelve azul).

Bases principales

Las funciones inorgánicas de las bases son ampliamente utilizadas en productos de limpieza y también en procesos de la industria química.

Ejemplos: hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de magnesio (Mg (OH)₂), hidróxido de amonio (NH_{4 4}OH), hidróxido de aluminio (Al (OH)₃) e hidróxido de calcio (Ca (OH)₂)

Sales

Sales son compuestos iónicos que tienen al menos un catión distinto de H⁺ y un anión que no sea OH^–.

Se puede obtener una sal en una reacción de neutralización, que es la reacción entre un ácido y una base.

La reacción del ácido clorhídrico con hidróxido de sodio produce cloruro de sodio y agua.

La sal formada está compuesta por el anión ácido (Cl^–) y por el catión base (Na⁺)

Clasificación de sal

Las siguientes son las principales familias de sal dentro de las funciones inorgánicas que se pueden clasificar según la solubilidad en agua y el cambio de pH de la solución de la siguiente manera:

Además de las familias de sal que vimos anteriormente, hay otros tipos de sales, como se muestra en la tabla a continuación.

Nomenclatura de sal

En general, la nomenclatura de una sal sigue el siguiente orden:

Características de la sal

• Son compuestos iónicos.
• Son sólidos y cristalinos.
• Hierven a altas temperaturas.
• Pueden conducir corriente eléctrica en solución.
• Tienen sabor salado.

Sales principales

Ejemplos: nitrato de potasio (KNO)₃), hipoclorito de sodio (NaClO), fluoruro de sodio (NaF), carbonato de sodio (Na₂CO₃) y sulfato de calcio (CaSO_{4 4})

Óxidos

Óxidos Son compuestos binarios (iónicos o moleculares), que tienen dos elementos. Tienen oxígeno en su composición, siendo su elemento más electronegativo.

La fórmula general de un óxido es, donde C es el catión y su carga y se convierte en un del óxido que forma el compuesto:

Clasificación de óxidos

Nomenclatura de óxido

En general, la nomenclatura de un óxido sigue el siguiente orden:

Características del óxido

• Son sustancias binarias.
• Se forman por la unión del oxígeno con otros elementos, excepto el flúor.
• Los óxidos metálicos, cuando reaccionan con ácidos, forman sal y agua.
• Los óxidos no metálicos, cuando reaccionan con bases, forman sal y agua.

Óxidos principales

Ejemplos: óxido de calcio (CaO), óxido de manganeso (MnO₂), óxido de estaño (SnO₂), óxido de hierro III (Fe₂El₃) y óxido de aluminio (Al₂CO₃)

Ejercicios resueltos

1. EL NO₂ es un gas que causa contaminación atmosférica que, entre los daños causados, produce la formación de lluvia ácida cuando estos gases reaccionan con las partículas de agua presentes en las nubes, produciendo HNO.₃ y H₂SO_{4 4}.

Estos compuestos, cuando se transportan por precipitación atmosférica, generan perturbaciones tales como contaminación del agua potable, corrosión de vehículos, monumentos históricos, etc.

Los compuestos inorgánicos mencionados en el texto corresponden, respectivamente, a las funciones:

a) Sales y óxidos
b) Bases y sales
c) Ácidos y bases
d) Bases y óxidos
e) Óxidos y ácidos

2. Utilizamos diversos productos químicos en nuestra vida diaria, como la leche de magnesio, vinagre, piedra caliza y soda cáustica.

Es correcto afirmar que estas sustancias mencionadas pertenecen, respectivamente, a las funciones químicas:

a) Ácido, base, sal y base
b) Base, sal, ácido y base
c) Base, ácido, sal y base
d) Ácido, base, base y sal
e) Sal, ácido, sal y base

3. Con respecto al ácido clorhídrico, en las funciones inorgánicas se puede afirmar que:

a) Cuando en solución acuosa permite el paso de corriente eléctrica
b) Es un diácido
c) Es un ácido débil
d) Tiene bajo grado de ionización
e) Es una sustancia iónica