Fundamentos de Ácidos Químicos: Hidrácidos y Oxoácidos

Introducción a los Ácidos Hidrácidos

En química, un ácido hidrácido, también conocido como hidrácido o ácido binario, es un compuesto binario ácido en el que el hidrógeno está unido a un no metal del grupo 17 (halógeno) o, a diferencia del oxígeno, del grupo 16 (anfígeno) de la Tabla Periódica de los Elementos.^[1] La facilidad de ionización de los ácidos binarios depende de dos factores: la facilidad con que se rompe el enlace entre el hidrógeno y el no metal, y la estabilidad de los iones resultantes en solución.^[2]

Nomenclatura de Hidrácidos

La nomenclatura de los hidrácidos diferencia las sustancias gaseosas de sus soluciones ácidas.

En el caso del fluoruro de hidrógeno (ácido fluorhídrico), la molécula se suele representar como HF. Sin embargo, realmente la estructura atómica de esta molécula responde a dos átomos de cada elemento.

En la nomenclatura química se escribe el ácido (HX) y después se indica que está en disolución acuosa (aq o ac) porque de lo contrario se generaría confusión entre las sustancias binarias, covalentes, y los ácidos.

Ejemplos de Ácidos Hidrácidos

Haluros de Hidrógeno (Grupo 17)

• HF (aq) (Ácido fluorhídrico)
• HBr (aq) (Ácido bromhídrico)
• HI (aq) (Ácido yodhídrico)
• HCl (aq) (Ácido clorhídrico)

Otros Hidrácidos (Grupo 16 y Cianhídrico)

• H₂S (aq) (Ácido sulfhídrico)
• H₂Se (aq) (Ácido selenhídrico)
• H₂Te (aq) (Ácido telurhídrico)
• El ácido cianhídrico (HCN) produce el anión cianuro (CN^-).

Formación de Aniones y Nomenclatura en Fase Gaseosa

El ácido sulfhídrico produce el anión sulfuro (S^2-) y el anión ácido hidrogenosulfuro o bisulfuro (HS^-). Si estos ácidos no se encontrasen en disolución acuosa, se les denominaría con la nomenclatura normal para los haluros: fluoruro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno, yoduro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, seleniuro de hidrógeno, telururo de hidrógeno.

Oxiácidos (Oxoácidos)

Un oxiácido u oxoácido es un ácido que contiene oxígeno. Específicamente, es un compuesto que contiene hidrógeno, oxígeno y al menos otro elemento, con al menos un átomo de hidrógeno unido al oxígeno que puede disociarse para producir el catión H⁺ y el anión del ácido.^[1]

Fórmula General de los Oxoácidos

Su fórmula responde al patrón H_aA_bO_c, donde A es un no metal o metal de transición.

Ejemplos de Formación de Oxoácidos

Ácido sulfúrico (H₂SO₄). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido de azufre SO₃:

SO3 + H2O → H2SO4

Ácido sulfuroso (H₂SO₃). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido sulfuroso SO₂:

SO2 + H2O → H2SO3

Ácido hiposulfuroso (H₂SO₂). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido hiposulfuroso SO:

SO + H2O → H2SO2

Ácido carbónico:

CO2 + H2O → H2CO3

Determinación de la Valencia en Oxoácidos

• Conseguir la valencia del no metal: [(subíndice del oxígeno x 2) - (subíndice del hidrógeno)] / (subíndice del no metal) (ej: H₂CrO₄ → 4·2 - 2·1 = 6). Este método es una abreviatura de aplicar el álgebra para un resultado de carga cero.

Casos Piro y Orto en Oxoácidos

• Detectar casos piro y orto para fórmulas directas:
  • Valencia impar (el no metal tiene estado de oxidación +1, +3, +5, +7):
    • Piro: H₄A₂
    • Orto: H₃A
  • Valencia par (el no metal tiene estado de oxidación +2, +4, +6):
    • Piro: H₂A₂
    • Orto: H₄A

Casos Especiales

A) Arsénico (As), Fósforo (P), Antimonio (Sb), Boro (B)

Estos elementos dan tres tipos de oxoácidos:

• Anhídrido + H₂O → Ácido meta-(anhídrido)
• Anhídrido + 2 H₂O → Ácido piro-(anhídrido)
• Anhídrido + 3 H₂O → Ácido orto-(anhídrido).

Nota sobre Nomenclatura y Formación de Oxoácidos

Nota: La nomenclatura usada en este artículo para nombrar los compuestos ha sido la tradicional. Los oxoácidos son ácidos formados por hidrógeno (H), un elemento no metálico (X) y oxígeno (O). Dependiendo del número de oxidación, un óxido covalente con agua forma un ácido u otro. Por ejemplo, el anhídrido nítrico (N₂O₅) formará el ácido nítrico (HNO₃) cuando se combina con agua: N₂O₅ + H₂O → H₂N₂O₆ → 2HNO₃. Cada ácido, al perder su(s) hidrógeno(s), produce su(s) respectivo(s) anión(es) con tantas cargas negativas como hidrógenos haya perdido. Dependiendo del número de hidrógenos que tengan, se dividen en 4 grupos. A continuación, se han clasificado los ácidos dependiendo del número de hidrógenos y ejemplos: