Funciones inorgánicas: ácidos, bases, sales y óxidos

Las funciones inorgánicas son grupos de compuestos inorgánicos que tienen características similares.

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

Hay excepciones como CO, CO₂ y en₂CO₃, que a pesar de tener carbono en la fórmula estructural, tienen características de sustancias inorgánicas.

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 agua y formar cargas, liberando H⁺ como el único catión.

Clasificación de ácidos

Los ácidos se pueden clasificar según la cantidad de hidrógeno que se libera en una solución acuosa y se ioniza, reaccionando con el agua para formar el ion hidronio.

Número de hidrógenos ionizables
Monoácidos: tienen solo un hidrógeno ionizable. Ejemplos: HNO3, HCl y HCN
diácidos: tienen dos hidrógenos ionizables. Ejemplos: H2SOLO4, H2S y H2MnO4
Triácidos: tienen tres hidrógenos ionizables. Ejemplos: H3POLVO4 y H3BO3
tetracidos: tienen cuatro hidrógenos ionizables. Ejemplos: H4PAG7O7

La fuerza de un ácido se mide por el grado de ionización. Cuanto mayor sea el valor de más fuerte es el ácido porque:

grado de ionización
fuerte: tienen un grado de ionización superior al 50%.
moderar: tienen un grado de ionización entre el 5% y el 50%.
débil: tienen un grado de ionización inferior al 5%.

Los ácidos pueden contener o no el elemento oxígeno en su estructura, así:

presencia de oxigeno
Hidrácidos: no tienen átomos de oxígeno. Ejemplos: HCl, HBr y HCN.
oxiácidos: El elemento oxígeno está presente en la estructura ácida. Ejemplos: HClO, H2CO3 y HNO3.

Nomenclatura ácida

La fórmula general de un ácido se puede describir como H_XLA, donde A representa el anión que forma el ácido y la nomenclatura generada puede ser:

terminación aniónica	Terminación ácida
etho Ejemplo: cloruro (Cl^-)	hídrico Ejemplo: ácido clorhídrico (HCl)
actuar Ejemplo: clorato	ich Ejemplo: ácido clorhídrico (HClO3)
muy Ejemplo: nitrito	hueso Ejemplo: ácido nitroso (HNO2)

Características de los ácidos

Las principales características de los ácidos son:

• Tienen un sabor agrio.
• Llevan corriente eléctrica, ya que son soluciones electrolíticas.
• Forman gas hidrógeno cuando reaccionan con metales como el magnesio y el zinc.
• Forma dióxido de carbono al reaccionar con carbonato de calcio.
• Cambian los indicadores ácido-base a un color específico (el papel tornasol azul se vuelve rojo).

Ácidos principales

Ejemplos: ácido clorhídrico (HCl), ácido sulfúrico (H₂SOLO₄), ácido acético (CH₃COOH), ácido carbónico (H₂CO₃) y ácido nítrico (HNO₃).

Aunque el ácido acético es un ácido de la Química Orgánica, es importante conocer su estructura por su importancia.

Bases

Bases son compuestos iónicos formados por cationes, principalmente metales, que se disocian en agua liberando el anión hidróxido (OH^-).

Clasificación base

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

Número de hidroxilos
Monobases: tienen un solo hidroxilo. Ejemplos: NaOH, KOH y NH4Oh
Dibases: tienen dos hidroxilos. Ejemplos: Ca (OH)2, Fe (OH)2 y Mg (OH)2
Tribases: tiene tres hidroxilos. Ejemplos: Al (OH)3 y Fe (OH)3
tetrabases: tiene cuatro hidroxilos. Ejemplos: Sn (OH)4 y Pb (OH)4

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

Cuanto mayor sea el valor de más fuerte es la base porque:

grado de disociación
fuerte: tienen un grado de disociación prácticamente del 100%. Ejemplos: Bases de metales alcalinos como NaOH y KOH. Bases de metales alcalinotérreos como Ca (OH)2 y Ba (OH)2. Excepciones: Be (OH)2 y Mg (OH)2
débil: tienen un grado de disociación inferior al 5%. Ejemplo: NH4OH y Zn (OH)2.

solubilidad en agua
Soluble: bases de metales alcalinos y amonio. Ejemplos: Ca (OH)2, Ba (OH)2 y NH4Oh.
Ligeramente soluble: bases de metales alcalinotérreos. Ejemplos: Ca (OH)2 y Ba (OH)2.
prácticamente insoluble: otras bases. Ejemplos: AgOH y Al (OH)3.

Nomenclatura base

La fórmula general de una base se puede describir como , donde B representa el radical positivo que forma la base ey es la carga que determina el número de hidroxilos.

La nomenclatura de las bases con carga fija viene dada por:

Bases con carga fija
Metales alcalinos	hidróxido de litio	LiOH
Metales alcalinotérreos	hidróxido de magnesio	Mg (OH)2
Plata	hidróxido de plata	AgOH
Zinc	hidróxido de zinc	Zn (OH)2
Aluminio	hidróxido de aluminio	Al (OH)3

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

Bases con carga variable
Cobre	Culo^+	hidróxido de cobre I	CuOH
hidróxido cuproso
Culo^2+	hidróxido de cobre II	Cu (OH)2
hidróxido cúprico
Hierro	Fe^2+	Hidróxido de hierro II	Fe (OH)2
hidróxido ferroso
Fe^3+	Hidróxido de hierro III	Fe (OH)3
hidróxido férrico

Características de las bases

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

Bases principales

Las bases se utilizan ampliamente 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 (NH₄OH), 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 al H⁺ y un anión distinto del 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 sales

A continuación, tenemos las principales familias de sales que se pueden clasificar según la solubilidad en agua y el cambio de pH de la solución de la siguiente manera:

Solubilidad en agua de las sales más habituales
Soluble	Nitratos		Excepciones: Acetato de plata.
Cloratos
Acetatos
Cloruros		Excepciones:
Bromuros
Yoduros
Sulfatos		Excepciones:
Insoluble	Sulfuros		Excepciones: Sulfuros de metales alcalinos, alcalinotérreos y amonio.
Carbonatos		Excepciones: Los de metales alcalinos y amonio.
Fosfatos

pH
sales neutras	Cuando se disuelven en agua no cambian el pH. Ejemplo: NaCl.
sales ácidas	Cuando se disuelven en agua, hacen que el pH de la solución sea inferior a 7. Ejemplo: NH4Cl.
sales basicas	Cuando se disuelven en agua, hacen que el pH de la solución sea superior a 7. Ejemplo: CH3COONa.

Además de las familias de sal que vimos anteriormente, existen otros tipos de sales, como se muestra en la siguiente tabla.

Otros tipos de sales
sales de hidrogeno	Ejemplo: NaHCO3
Hidroxi-sales	Ejemplo: Al (OH)2Cl
sales dobles	Ejemplo: KNaSO4
sales hidratadas	Ejemplo: CuSO4. 5 horas2O
sales complejas	Ejemplo: [Cu (NH3)4]SOLO4

Nomenclatura de sales

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

nombre del anión	nombre del catión	nombre de la sal
Cl^- Cloruro	Fe^3+ Hierro III	FeCl3 Cloruro de hierro III
Sulfato	A^+ Sodio	A2SOLO4 Sulfato de sodio
Nitrito	K^+ Potasio	KNO2 Nitrito de potasio
br^- Bromuro	Aquí^2+ Calcio	CaBr2 bromuro de calcio

Características de las sales

• Son compuestos iónicos.
• Son sólidos y cristalinos.
• Sufre de ebullición a altas temperaturas.
• Conducir corriente eléctrica en solución.
• Tienen un sabor salado.

Sales principales

Ejemplos: nitrato de potasio (KNO₃), hipoclorito de sodio (NaClO), fluoruro de sodio (NaF), carbonato de sodio (Na₂CO₃) y sulfato de calcio (CaSO₄).

Óxidos

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

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

Clasificación de óxidos

Según enlaces químicos
Iónico	Combinación de oxígeno con metales. Ejemplo: ZnO.
Molecular	Combinación de oxígeno con elementos no metálicos. Ejemplo: SO2.

Según propiedades
Lo esencial	En solución acuosa cambian el pH a más de 7. Ejemplo: leí2O (y otros metales alcalinos y alcalinotérreos).
Ácidos	En solución acuosa reaccionan con el agua y forman ácidos. Ejemplos: CO2, SOLO3 y no2.
Neutrales	Algunos óxidos que no reaccionan con el agua. Ejemplo: CO.
Peróxidos	En solución acuosa reaccionan con agua o ácidos diluidos y forman peróxido de hidrógeno H2O2. Ejemplo: Na2O2.
Amphoters	Pueden comportarse como ácidos o bases. Ejemplo: ZnO.

Nomenclatura de óxidos

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

Nombre según tipo de óxido
óxidos iónicos	Ejemplos de óxidos de carga fija: CaO - óxido de calcio Alabama2O3 - oxido de aluminio
Ejemplos de óxidos con carga variable: FeO - Óxido de hierro II Fe2O3 - Óxido de hierro III
óxidos moleculares	Ejemplos: CO - monóxido de carbono norte2O5 - pentóxido de dinitrógeno

Características del óxido

• Son sustancias binarias.
• Están formados por la unión del oxígeno con otros elementos, excepto el flúor.
• Los óxidos metálicos, al reaccionar con ácidos, forman sal y agua.
• Los óxidos no metálicos, al reaccionar 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 (Fe₂O₃) y óxido de aluminio (Al₂CO₃).

Ejercicios de examen de ingreso

1. (UEMA / 2015) NO₂y el sistema operativo₂ son gases que causan contaminación atmosférica que, entre los daños ocasionados, resultan en la formación de de lluvia ácida cuando estos gases reaccionan con las partículas de agua presentes en las nubes, produciendo HNO₃ y H₂SOLO₄.

Estos compuestos, cuando son transportados por la precipitación atmosférica, generan perturbaciones, 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

Ver respuesta

Alternativa correcta: e) óxidos y ácidos.

Los óxidos son compuestos formados por oxígeno y otros elementos, excepto flúor.

Los ácidos, cuando entran en contacto con el agua, sufren ionización y producen el ion hidronio. Para los ácidos en cuestión, tenemos las siguientes reacciones:

el HNO₃ es monoácido porque tiene un solo hidrógeno ionizable. El h₂SOLO₄ es un diácido porque tiene dos hidrógenos ionizables.

Las otras funciones inorgánicas presentes en las preguntas corresponden a:

Bases: iones hidroxilo (OH^-) unido iónicamente con cationes metálicos.

Sales: producto de la reacción de neutralización entre un ácido y una base.

Aprender más sobrefunciones quimicas.

2. (UNEMAT / 2012) Utilizamos en nuestro día a día diversos productos químicos, como la leche de magnesio, el vinagre, la piedra caliza y la sosa 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

Ver respuesta

Alternativa correcta: c) base, ácido, sal y base.

La leche de magnesio, la piedra caliza y la sosa cáustica son ejemplos de compuestos que contienen funciones inorgánicas en sus estructuras.

El vinagre es un compuesto orgánico formado por un ácido carboxílico débil.

En la siguiente tabla podemos observar las estructuras de cada uno de ellos y las funciones químicas que los caracterizan.

Producto	Leche de magnesio	Vinagre	Caliza	Soda cáustica
Abono químico	hidróxido de magnesio	Ácido acético	Carbonato de calcio	Hidróxido de sódio
Fórmula
función química	Base	ácido carboxílico	sal	Base

La leche de magnesio es una suspensión de hidróxido de magnesio que se usa para tratar el ácido del estómago, ya que reacciona con el ácido clorhídrico del jugo gástrico.

El vinagre es un condimento muy utilizado principalmente en la preparación de alimentos por su aroma y sabor.

La piedra caliza es una roca sedimentaria, cuyo principal mineral es la calcita, que contiene grandes cantidades de carbonato de calcio.

La soda cáustica es el nombre comercial del hidróxido de sodio, una base fuerte que se utiliza en muchos procesos industriales y en el hogar para desatascar tuberías debido a la acumulación de aceites y grasas.

3. (UDESC / 2008) Respecto al ácido clorhídrico, se puede decir que:

a) cuando está en solución acuosa, permite el paso de la corriente eléctrica
b) es un diácido
c) es un ácido débil
d) tiene un bajo grado de ionización
e) es una sustancia iónica

Ver respuesta

Alternativa correcta: a) en solución acuosa, permite el paso de corriente eléctrica.

El ácido clorhídrico es un monoácido ya que solo tiene un hidrógeno ionizable.

Es un compuesto molecular, con un alto grado de ionización y por tanto es un ácido fuerte, que al entrar en contacto con el agua, rompe su molécula en iones de la siguiente manera:

Como observó Arrhenius en sus experimentos, los iones positivos formados en la ionización se mueven hacia el polo negativo, mientras que los iones negativos se mueven hacia el polo positivo.

De esta manera, la corriente eléctrica fluye hacia la solución.

Para más problemas con la resolución comentada, consulte también: ejercicios sobre funciones inorgánicas.