Los hidrácidos
En la cocina de casa, una gota de un producto de limpieza con ácido clorhídrico sobre la cal acumulada en el salidero de una pila la hace burbujear. En el laboratorio de la escuela, un frasco rotulado «ácido clorhídrico» no se abre sin ventilación. ¿Qué tienen en común estas sustancias y por qué un mismo compuesto, el $\mathrm{HCl}$, tiene dos nombres según esté solo o disuelto en agua?
Qué es un hidrácido
Ya conoces los hidróxidos no metálicos (oxiácidos), como el $\mathrm{H_2SO_4}$ o el $\mathrm{HNO_3}$: contienen hidrógeno, un no metal y oxígeno. Los hidrácidos son más sencillos.
La clave para distinguirlos es mirar si hay oxígeno en la fórmula. Si no lo hay y solo aparecen hidrógeno y un no metal, es un hidrácido.
Define qué es un hidrácido e indica qué elementos lo forman. De la lista $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{H_2S}$, $\mathrm{HF}$ y $\mathrm{HNO_3}$, señala…
Define qué es un hidrácido e indica qué elementos lo forman. De la lista $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{H_2S}$, $\mathrm{HF}$ y $\mathrm{HNO_3}$, señala cuáles son hidrácidos y cuáles no.
Fórmulas y nombres en estado gaseoso
Cuando el hidrácido está puro, en estado gaseoso, se indica con (g). Su nombre se forma con el nombre del no metal terminado en -uro, seguido de «de hidrógeno».
| Fórmula | Nombre en estado gaseoso |
|---|---|
| $\mathrm{HF(g)}$ | fluoruro de hidrógeno |
| $\mathrm{HCl(g)}$ | cloruro de hidrógeno |
| $\mathrm{HBr(g)}$ | bromuro de hidrógeno |
| $\mathrm{H_2S(g)}$ | sulfuro de hidrógeno |
¿Por qué $\mathrm{H_2S}$ lleva un 2 y $\mathrm{HCl}$ no? Por el número de oxidación. El hidrógeno es $+1$. El flúor, el cloro y el bromo son $-1$, así que basta un hidrógeno. El azufre es $-2$, así que hacen falta dos hidrógenos para que la suma sea cero.
Escribe la fórmula química de estos hidrácidos en estado gaseoso: cloruro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno.
Escribe la fórmula química de estos hidrácidos en estado gaseoso: cloruro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno.
En disolución acuosa: ácido ...hídrico
Cuando el hidrácido se disuelve en agua se escribe (ac) y cambia de nombre: ácido + nombre del no metal con la terminación -hídrico.
| Gas (g) | Disolución (ac) |
|---|---|
| $\mathrm{HF}$ fluoruro de hidrógeno | ácido fluorhídrico |
| $\mathrm{HCl}$ cloruro de hidrógeno | ácido clorhídrico |
| $\mathrm{HBr}$ bromuro de hidrógeno | ácido bromhídrico |
| $\mathrm{H_2S}$ sulfuro de hidrógeno | ácido sulfhídrico |
El producto de limpieza con ácido clorhídrico que se usa en casa es una disolución de ácido clorhídrico, no el gas.
Cuando un hidrácido se disuelve en agua recibe un nombre distinto. Escribe el nombre de $\mathrm{HCl(g)}$ y de $\mathrm{HCl(ac)}$, y el de $\mathrm{H_2S(g)}$ y de…
Cuando un hidrácido se disuelve en agua recibe un nombre distinto. Escribe el nombre de $\mathrm{HCl(g)}$ y de $\mathrm{HCl(ac)}$, y el de $\mathrm{H_2S(g)}$ y de $\mathrm{H_2S(ac)}$. Explica qué indica la notación (g) y (ac).
Obtención: síntesis directa y en el laboratorio
Síntesis directa. Un hidrácido se puede obtener a partir de sus elementos. Los gases simples son moléculas de dos átomos: dihidrógeno $\mathrm{H_2}$ y dicloro $\mathrm{Cl_2}$.
$$\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2\,HCl}$$Se ajusta contando átomos: a la izquierda hay 2 de $\mathrm{H}$ y 2 de $\mathrm{Cl}$, así que a la derecha hacen falta 2 moléculas de $\mathrm{HCl}$. Los coeficientes indican también la relación de moles: 1 mol de $\mathrm{H_2}$ da 2 mol de $\mathrm{HCl}$.
Respuesta del «tu turno»: $\mathrm{H_2 + S \rightarrow H_2S}$ ya está ajustada, y 2 mol de $\mathrm{H_2}$ dan 2 mol de $\mathrm{H_2S}$.
En el laboratorio. Se calienta cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado:
$$\mathrm{2\,NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2\,HCl}$$Los reactivos son cloruro de sodio ($\mathrm{NaCl}$) y ácido sulfúrico ($\mathrm{H_2SO_4}$); los productos, sulfato de sodio ($\mathrm{Na_2SO_4}$) y cloruro de hidrógeno ($\mathrm{HCl}$). Como el gas es irritante y tóxico, el experimento se hace en campana o en un lugar muy ventilado.
El cloruro de hidrógeno puede obtenerse por síntesis directa a partir de sus elementos. Ajusta la ecuación $\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow HCl}$. Si reaccionan 3 mol de…
El cloruro de hidrógeno puede obtenerse por síntesis directa a partir de sus elementos. Ajusta la ecuación $\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow HCl}$. Si reaccionan 3 mol de dihidrógeno con dicloro en exceso, ¿cuántos moles de $\mathrm{HCl}$ se forman? Escribe también la ecuación de obtención del sulfuro de hidrógeno a partir de dihidrógeno y azufre.
En el laboratorio se obtiene cloruro de hidrógeno calentando cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado: $\mathrm{NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + HCl}$.…
En el laboratorio se obtiene cloruro de hidrógeno calentando cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado: $\mathrm{NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + HCl}$. Ajusta la ecuación, nombra todas las sustancias que intervienen e indica por qué el gas debe recogerse en una campana o en un lugar ventilado.
Cálculo sencillo con masas
Para pasar de gramos a moles se usa la masa molar $M$ (g/mol), que sale de las masas atómicas relativas: $n = \dfrac{m}{M}$.
Respuesta: $M(\mathrm{HCl}) = 1 + 35{,}5 = 36{,}5$ g/mol, así que $m = 2 \cdot 36{,}5 = 73$ g.
Se hacen reaccionar 117 g de cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado en exceso, según $\mathrm{2\,NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2\,HCl}$. Calcula…
Se hacen reaccionar 117 g de cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado en exceso, según $\mathrm{2\,NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2\,HCl}$. Calcula cuántos moles de $\mathrm{NaCl}$ hay en esa masa, cuántos moles y cuántos gramos de $\mathrm{HCl}$ se obtienen. Datos: $A_r(\mathrm{Na}) = 23$, $A_r(\mathrm{Cl}) = 35{,}5$, $A_r(\mathrm{H}) = 1$.
Propiedades, reconocimiento y seguridad
El ácido clorhídrico es una disolución ácida. Se reconoce con indicadores:
-
el papel tornasol azul se pone rojo;
-
la fenolftaleína permanece incolora (solo se pone rosada en medio básico).
Además, los ácidos reaccionan con ciertos metales. Con cinc:
$$\mathrm{Zn + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2}$$Los productos son cloruro de cinc ($\mathrm{ZnCl_2}$) y dihidrógeno ($\mathrm{H_2}$). El gas desprendido se reconoce acercando un fósforo encendido a la boca del tubo: el dihidrógeno arde con un pequeño estallido.
Un caso real: el sulfuro de hidrógeno. El $\mathrm{H_2S}$ huele a huevos podridos y aparece en el petróleo y el gas de la costa norte, en pantanos y en materia que se descompone. Es muy tóxico: a concentraciones altas insensibiliza el olfato, y entonces la persona deja de olerlo aunque siga en peligro. Por eso nunca se debe confiar en el olor. Su composición es parecida a la del $\mathrm{HCl}$: ambos son hidrácidos, hidrógeno más un no metal, y en agua forman ácidos (sulfhídrico y clorhídrico).
Medidas de seguridad al trabajar con hidrácidos:
-
trabajar en lugares ventilados o en la cámara de gases (campana extractora);
-
usar guantes, espejuelos de seguridad y bata, y tener detectores de gas y equipos de respiración autónoma en instalaciones donde pueda haber $\mathrm{H_2S}$;
-
no oler directamente los frascos ni inhalar los gases;
-
evacuar la zona ante una fuga y avisar al personal de seguridad.
Una disolución de ácido clorhídrico se prueba con papel tornasol azul y con fenolftaleína. Indica qué se observa en cada caso. Después se le añade un trozo de cinc, y…
Una disolución de ácido clorhídrico se prueba con papel tornasol azul y con fenolftaleína. Indica qué se observa en cada caso. Después se le añade un trozo de cinc, y ocurre la reacción $\mathrm{Zn + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2}$. Nombra los productos y explica cómo podrías reconocer el gas desprendido.
En una instalación petrolera de la costa norte se detecta un fuerte olor a huevos podridos. Los técnicos sospechan una fuga de sulfuro de hidrógeno. Identifica la…
En una instalación petrolera de la costa norte se detecta un fuerte olor a huevos podridos. Los técnicos sospechan una fuga de sulfuro de hidrógeno. Identifica la fórmula del gas y el nombre de su disolución acuosa. Explica por qué es peligroso aunque a veces el olfato deja de percibirlo a concentraciones altas, y compara su composición con la del cloruro de hidrógeno. Propón dos medidas de seguridad para el personal.
Vuelve al principio: el producto de limpieza y el frasco del laboratorio contienen $\mathrm{HCl}$ disuelto en agua. Ese estado (ac) se llama ácido clorhídrico; el gas puro (g) se llama cloruro de hidrógeno.