Fuerza ácida de oxoácidos

Complemento Seminario Ácidos y Bases
Reglas de Pauling
Predicción de la fuerza ácida relativa de los oxoácidos - Pasos a seguir:
1) Dibujar la estructura de Lewis del oxoácido.
2) Determinar el número de átomos de oxígeno que rodean al átomo central.
3) Determinar el número de átomos de hidrógeno, unidos a los átomos de oxígeno
4) Calcular la diferencia entre el número de átomos de oxígeno totales y el número de átomos de
hidrógeno unidos a los átomos de oxígeno. Esa diferencia es siempre un número positivo o cero.
5) Finalmente se determina la fuerza ácida relativa (FAR), según el siguiente cuadro:
FAR
3
Características
Ácidas
Muy fuerte
108
2
Fuerte
103
1
Débil
10-2
0
muy débil
10-7
Ka
Notar que a medida que la FAR disminuye en una unidad, las potencias de la constante ácida, Ka,
disminuyen en un factor de cinco.
Ejemplos: a modo de ejercicio, compruebe que los datos dados a continuación son correctos. Para
ello dibuje las estructuras de Lewis de cada uno y luego continúe cómo se indicó.
Ejemplos
HClO4
FAR
3
Ka
Carácter ácido
10
8
Muy fuerte
3
Fuerte
HNO3
2
10
H2SO4
2
103
Fuerte
H3PO4
1
10-2
Débil;
1
10
-2
Débil
-2
Débil
H3PO3
HClO2
1
10
H3BO3
0
10-7
Muy débil
Nota: Observe que el H3PO4 y el H3PO3 tienen una acidez comparable, a pesar que ambos poseen
1
igual número de átomos de hidrogeno y distinto número de átomos de oxígeno. Si no se representa
la estructura de Lewis y se calcula la FAR basándose en la fórmula molecular, erróneamente se
infiere que el ácido fosforoso tiene una FAR = 0, por lo que su carácter ácido sería semejante al del
ácido bórico, hecho que no es real.
Por lo tanto para la predicción de la FAR es imprescindible escribir la estructura de Lewis
correspondiente.
Predicción de la FAR de oxoaniones en reacciones ácido - base o de hidrólisis.
Se puede estimar de manera similar a lo indicado en el punto anterior, con algunas modificaciones.
Cómo se refiere a oxoaniones (lo que implica una o más cargas negativas), al valor de la FAR,
calculada para el oxoácido, se le adiciona el valor de la carga del oxoanión. El valor que resulta de
esta adición puede ser positivo o negativo, por lo que la escala de carácter ácido dada para los
oxoácidos, se amplía.
Cómo se mencionó con anterioridad, las propiedades ácidas relativas, manifestadas mediante la
constante ácida Ka, se reducen en un factor de 105, a medida que la acidez disminuye. Este mismo
factor se mantiene en el caso de los oxoaniones, es decir, cuando la FAR disminuye en una unidad
la Ka disminuye en un factor 105.
Por ejemplo:
Ejemplos
FAR
Ka
Características
ácidas
H3PO4
1
10
H2PO4-
1-1 = 0
10-7
Muy débil
HPO4-2
1 -2 = -1
10-12
Extremadamente débil
1 - 3 = -2
-17
PO4-3
2
-2
10
Débil
Ultra débil o ninguna