Organizo y diferencio los compuestos con características de ácidos y bases, completando la tabla: HClO_4, HNO_3, HCl, H_2SO_4, H_3PO_4, H_2CO_3, H_2O, NH_3, N_2H_4, RNH_2, R_2NH, ArNH_2, F^-, Cl^-, Br^-, I^-, CN^-, OH^-, CH_3COO^-.

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Libro de Química 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Actividad 1: Organizo y diferencio compuestos con características de ácidos y bases

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

Compuestos ácidos: HClO₄, HNO₃, HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃. Compuestos básicos: H₂O (anfótera), NH₃, N₂H₄, RNH₂, R₂NH, ArNH₂ y los aniones F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, CN⁻, OH⁻, CH₃COO⁻.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 162

Quimica 1° · 2024

Ejercicio 1

Organizo y diferencio los compuestos que presentan características de ácidos y bases. Completo la tabla:

$\text{HClO}_4\ ;\ \text{HNO}_3\ ;\ \text{HCl}\ ;\ \text{H}_2\text{SO}_4\ ;\ \text{H}_3\text{PO}_4\ ;\ \text{H}_2\text{CO}_3$

$\text{H}_2\text{O},\ \text{NH}_3,\ \text{N}_2\text{H}_4,\ \text{RNH}_2,\ \text{R}_2\text{NH},\ \text{ArNH}_2$

$\text{F}^-,\ \text{Cl}^-,\ \text{Br}^-,\ \text{I}^-,\ \text{CN}^-,\ \text{OH}^-,\ \text{CH}_3\text{COO}^-$

Criterio de clasificación

Un ácido (Brønsted-Lowry) es todo compuesto que donatá protones ( $\text{H}^+$ ) a una base o al agua; en Arrhenius, disuelto en agua eleva la concentración de $\text{H}_3\text{O}^+$ .
Una base es todo compuesto que acepta protones; en Arrhenius, disuelta en agua aumenta la concentración de $\text{OH}^-$ .
Identifico primero los ácidos oxácidos: contienen hidrógeno unido a oxígeno y son donadores de $\text{H}^+$ :

$\text{HClO}_4 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{ClO}_4^-,\qquad \text{HNO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{NO}_3^-$

$\text{H}_2\text{SO}_4 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HSO}_4^-,\qquad \text{H}_3\text{PO}_4 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{H}_2\text{PO}_4^-$

$\text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-$

El cloruro de hidrógeno es un ácido binario, fuerte:

$\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^-$

Las moléculas con átomos de nitrógeno con par electrónico libre son bases de Brønsted-Lowry: aceptan $\text{H}^+$ :

$\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$

$\text{N}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{N}_2\text{H}_5^+ + \text{OH}^-$

$\text{RNH}_2 \rightleftharpoons \text{RNH}_3^+\ ;\quad \text{R}_2\text{NH} \rightleftharpoons \text{R}_2\text{NH}_2^+\ ;\quad \text{ArNH}_2 \rightleftharpoons \text{ArNH}_3^+$

El agua es anfótera: actúa como base y como ácido según con qué reaccione:

$\text{H}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^-\quad (K_w = 1.0 \times 10^{-14}\ \text{a } 25\ ^\circ\text{C})$

Todos los aniones son bases de conjugación: son los restos que quedan al quitar $\text{H}^+$ a un ácido, y por eso aceptan protones en agua:

$\text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^-$

$\text{OH}^- + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{OH}^-\quad (\text{base fuerte})$

$\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-$

$\text{F}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HF} + \text{OH}^-\ ;\quad \text{Cl}^-,\ \text{Br}^-,\ \text{I}^-\ \text{son bases muy débiles}$

Completé la tabla con los cuatro grupos de sustancias del listado.

Respuesta

Compuestos ácidos: $\text{HClO}_4$ , $\text{HNO}_3$ , $\text{HCl}$ , $\text{H}_2\text{SO}_4$ , $\text{H}_3\text{PO}_4$ , $\text{H}_2\text{CO}_3$ . Compuestos básicos: $\text{H}_2\text{O}$ (anfótera), $\text{NH}_3$ , $\text{N}_2\text{H}_4$ , $\text{RNH}_2$ , $\text{R}_2\text{NH}$ , $\text{ArNH}_2$ y los aniones $\text{F}^-$ , $\text{Cl}^-$ , $\text{Br}^-$ , $\text{I}^-$ , $\text{CN}^-$ , $\text{OH}^-$ , $\text{CH}_3\text{COO}^-$ .

Contenido de la página

ACTIVIDADES

1. Organizo y diferencio los compuestos que presentan características de ácidos y bases. Completo la siguiente tabla:

Listado de sustancias:

Ácidos: $\text{HClO}_4$ ; $\text{HNO}_3$ ; $\text{HCl}$ ; $\text{H}_2\text{SO}_4$ ; $\text{H}_3\text{PO}_4$ ; $\text{H}_2\text{CO}_3$
Bases: $\text{H}_2\text{O}$ , $\text{NH}_3$ , $\text{N}_2\text{H}_4$ , $\text{RNH}_2$ , $\text{R}_2\text{NH}$ , $\text{ArNH}_2$
Aniones: $\text{F}^-$ , $\text{Cl}^-$ , $\text{Br}^-$ , $\text{I}^-$ , $\text{CN}^-$ , $\text{OH}^-$ , $\text{CH}_3\text{COO}^-$

Compuestos ácidos	Compuestos básicos
(fila 1)	(fila 1)
(fila 2)	(fila 2)
(fila 3)	(fila 3)
(fila 4)	(fila 4)

¿Sabías qué? Los ácidos, como el ácido cítrico, tienen la capacidad de liberar protones (iones de hidrógeno) en solución, mientras que las bases, como el hidróxido de sodio en la lejía, pueden aceptar protones.

Fuente visual: imagen de un bombillo con signo de interrogación junto al recuadro amarillo de "¿Sabías qué?".

Ejemplos resueltos

Clasificar el amoniaco ( $\text{NH}_3$ ) como ácido o base según Brønsted-Lowry.

El nitrógeno de $\text{NH}_3$ posee un par $libre.\n2$ . Ese par captura un $\text{H}^+$ del agua: $\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$ $.\n3$ . Como acepta protones, $\text{NH}_3$ es una base.

Clasificar el ion cianuro ( $\text{CN}^-$ ) como ácido o base.

$\text{CN}^-$ es el residuo de $\text{HCN}$ (base de $conjugación).\n2$ . En agua: $\text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^-$ $.\n3$ . Acepta un protón y libera $\text{OH}^-$ : es una base.

Tabla

Fila	Compuestos ácidos	Compuestos básicos
1	$\text{HClO}_4$ ; $\text{HNO}_3$ ; $\text{H}_2\text{SO}_4$ ; $\text{H}_3\text{PO}_4$ ; $\text{H}_2\text{CO}_3$	$\text{NH}_3$ ; $\text{N}_2\text{H}_4$ ; $\text{RNH}_2$ ; $\text{R}_2\text{NH}$ ; $\text{ArNH}_2$
2	$\text{HCl}$	$\text{H}_2\text{O}$ (anfótera)
3	—	$\text{F}^-$ ; $\text{Cl}^-$ ; $\text{Br}^-$ . $\text{I}^-$
4	—	$\text{CN}^-$ ; $\text{OH}^-$ ; $\text{CH}_3\text{COO}^-$

Ácido	Fórmula	Ion conjugado (base)	Fortaleza
Ácido perclórico	$\text{HClO}_4$	$\text{ClO}_4^-$	Muy fuerte
Ácido nítrico	$\text{HNO}_3$	$\text{NO}_3^-$	Muy fuerte
Ácido sulfúrico	$\text{H}_2\text{SO}_4$	$\text{HSO}_4^-$	Fuerte
Ácido clorhídrico	$\text{HCl}$	$\text{Cl}^-$	Fuerte
Ácido fosfórico	$\text{H}_3\text{PO}_4$	$\text{H}_2\text{PO}_4^-$	Débil
Ácido carbónico	$\text{H}_2\text{CO}_3$	$\text{HCO}_3^-$	Débil
Cianuro de hidrógeno	$\text{HCN}$	$\text{CN}^-$	Muy débil

Diagrama

flowchart TD
  A[Compuestos del listado] --> B[Contienen H donador?]
  B -->|Sí| C[ÁCIDOS]
  C --> C1[HClO4, HNO3, HCl, H2SO4, H3PO4, H2CO3]
  B -->|No| D[Par libre de electrones o carga negativa?]
  D -->|Sí| E[BASES]
  E --> E1[NH3, N2H4, RNH2, R2NH, ArNH2]
  E --> E2[Aniones: F-, Cl-, Br-, I-, CN-, OH-, CH3COO-]
  E --> E3[H2O anfotera]

Fórmulas y ecuaciones

$K_w$ = $[H_3O^+][OH^-]$ = 1.0 $\times$ $10^{-14}$ $\text{ a }$ 25\ $^\circ$ $\text{C}$

pH = $-\log[H_3O^+]$

$HClO_4$ $\rightleftharpoons$ H^+ + $ClO_4^-$

$HNO_3$ $\rightleftharpoons$ H^+ + $NO_3^-$

$H_2SO_4$ $\rightleftharpoons$ H^+ + $HSO_4^-$

$H_3PO_4$ $\rightleftharpoons$ H^+ + $H_2PO_4^-$

$H_2CO_3$ $\rightleftharpoons$ H^+ + $HCO_3^-$

HCl + $H_2O$ $\rightarrow$ $H_3O^+$ + Cl^-

$NH_3$ + $H_2O$ $\rightleftharpoons$ $NH_4^+$ + OH^-

$N_2H_4$ + $H_2O$ $\rightleftharpoons$ $N_2H_5^+$ + OH^-

CN^- + $H_2O$ $\rightleftharpoons$ HCN + OH^-

$CH_3COO^-$ + $H_2O$ $\rightleftharpoons$ $CH_3COOH$ + OH^-

$H_2O$ + $H_2O$ $\rightleftharpoons$ $H_3O^+$ + OH^-

Glosario (7)

Ácido (Brønsted-Lowry): Especie que dona protones (H⁺) a otra especie en una reacción ácido-base.
Base (Brønsted-Lowry): Especie que acepta protones (H⁺) en una reacción ácido-base.
Ácido oxácido: Ácido que contiene hidrógeno unido a oxígeno, por ejemplo HClO₄, HNO₃, H₂SO₄.
Ácido binario: Ácido formado por hidrógeno y un solo elemento no metálico, como HCl.
Amina: Compuesto orgánico derivado del amoníaco (RNH₂, R₂NH, ArNH₂) que actúa como base.
Base de conjugación: Anión que se forma cuando un ácido pierde un protón y que puede aceptarlo de nuevo.
Anfótero: Sustancia que puede comportarse como ácido y como base, como el agua.

Preguntas para practicar

Los ácidos, como el ácido cítrico, tienen la capacidad de liberar protones en solución, mientras que las bases, como el hidróxido de sodio, pueden aceptar protones (¿Sabías qué?). ¿Qué observación en la tabla confirma esta afirmación?

Se confirma porque todas las sustancias de la columna ácida son fórmulas con hidrógeno (HClO₄, HNO₃, HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃) que disueltas en agua generan H₃O⁺, mientras que las de la columna básica tienen un par de electrones libre (NH₃, aminas) o carga negativa (OH⁻, CN⁻), capaces de atraer y retener protones.

¿Por qué el agua se coloca en la columna de compuestos básicos si en una disolución ácida actúa como base?

El agua es una sustancia anfótera: en el ejercicio se la clasificó como base porque en el agua pura actúa como donadora y aceptadora de protones (2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻), y porque frente a un ácido fuerte como HCl es quien acepta el protón, formando el ion hidronio.

Ordena de mayor a menor basicidad: OH⁻, CN⁻, CH₃COO⁻, Cl⁻, y justifica.

El orden es OH⁻ > CN⁻ > CH₃COO⁻ > Cl⁻. La basicidad aumenta con la fuerza del ácido conjugado: el HCl es muy fuerte, por eso su base Cl⁻ es casi nula; el ácido acético es débil (pKa ≈ 4,76), por lo que CH₃COO⁻ es una base moderada; el HCN es más débil aún (pKa ≈ 9,2), así que CN⁻ es más básica; y el OH⁻ es la base conjugada del agua (pKa = 14), la más fuerte de la serie.

Temas y conceptos clave

Ácidos y bases (Brønsted-Lowry)Clasificación de compuestos ácidos y básicosBases nitrogenadas y aminasAniones como bases de conjugaciónácido donador de protonesbase aceptor de protonesácido oxácidoácido binarioaminaaniónbase de conjugaciónsustancia anfótera

Fuentes y referencias

https://www.cdc.gov/cdfoundations/courses/chemistry.html

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Figuras de la página (1)

Recuadro azul con la palabra ACTIVIDADES sobre un encabezado amarillo, seguido del enunciado de la actividad 1. — Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué diferencia hay entre un ácido según Arrhenius y según Brønsted-Lowry?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué el agua se considera una sustancia anfótera?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué los aniones como CN⁻ o CH₃COO⁻ se clasifican como bases?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Nomenclatura de fórmulas químicas
• Notación de iones con carga
• Concepto de protones e iones de hidrógeno

Siguiente tema sugerido

Fortaleza de ácidos y bases y escala de pH

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Organizo y diferencio los compuestos que presentan características de ácidos y bases.

Completo la siguiente tabla:

HCIO, ; HNO, ; HCl ; H,SO, ; H,PO4 ; H2COs H20 , NH3, N2Ha, RNH2 , R2NH, ArNH2 F—, Cl—, Br—, I—, CN—,OH— ,CH3COO—

https:/n9.cl’2st7u0

Compuestos dcidos Compuestos bdsicos

¿Sabías qué?

Los dcidos, como el dcido citrico, tienen la capacidad de liberar protones (iones de hidrógeno) en solución, mientras que las bases, como el hidróxido de sodio en la lejía, pueden aceptar protones.

Texto de Química ' 161

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